楊賽青+苗魯真+丁天富+蔣玲

摘 要 往復(fù)式內(nèi)燃燃?xì)怆娬荆ê?jiǎn)稱燃?xì)怆娬荆俅笮颓鍧嵏咝Оl(fā)電領(lǐng)域。目前燃?xì)獍l(fā)電效率約為30%，而通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)，能源利用率可達(dá)70%以上。由于熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)能減排、低碳綠色等優(yōu)點(diǎn)，因此我國(guó)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)具有廣闊的發(fā)展前景。文章就燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行初步探討，以期為其設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞 燃?xì)怆娬?；余熱利用；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TK11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0026-02

20世紀(jì)70年代，西方國(guó)家曾經(jīng)面臨過(guò)一次空前的能源危機(jī)，因?yàn)槭洼敵鰢?guó)家的聯(lián)合禁運(yùn)，導(dǎo)致北美和西歐出現(xiàn)嚴(yán)重的能源危機(jī)，這次能源危機(jī)后，西方國(guó)家痛定思痛，決定提高能源利用效率，擴(kuò)大能源供應(yīng)品種，特別是鼓勵(lì)開發(fā)天然氣資源，并制定相關(guān)法律推動(dòng)熱電聯(lián)產(chǎn)。我國(guó)政府近年也下發(fā)了《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》，明確國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的政策。目前，不論是國(guó)際上還是國(guó)內(nèi)，利用燃?xì)獾氖走x技術(shù)是分布式能源系統(tǒng)，它先利用燃?xì)獍l(fā)電，將發(fā)電后的余熱用于供熱、制冷，再將更低溫的廢熱供應(yīng)生活熱水。世界一些發(fā)達(dá)國(guó)家的熱電綜合效率已經(jīng)能達(dá)到95%以上，幾乎將燃?xì)獾乃心芰坑帽M。燃?xì)怆娬居捎谄鋵?duì)燃?xì)夤?yīng)能力的要求低、投產(chǎn)快和投資少等特點(diǎn)，正在大規(guī)模建設(shè)。目前，我國(guó)已建有兆瓦級(jí)燃?xì)怆娬?00多座，同時(shí)，隨著我國(guó)逐步建成“三縱、三橫”天然氣輸氣工程，天然氣非常充足，我國(guó)燃?xì)怆娬緹犭娐?lián)產(chǎn)將具有廣闊的發(fā)展前景。

我國(guó)燃?xì)怆娬居酂崂玫难芯恳延卸嗄甑臍v史，但是基于電站的余熱利用系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、安全要求、計(jì)量要求等系統(tǒng)的研究至今仍處于起步階段。最近幾年中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力總廠與煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院、青島依科節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司等合作，開始加強(qiáng)這一領(lǐng)域的研究。本文就燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以期為其設(shè)計(jì)提供參考，也可為工程建設(shè)提供設(shè)計(jì)計(jì)算模式。

1 燃?xì)怆娬居酂崂迷O(shè)計(jì)

燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)原則、余熱容量確定、余熱設(shè)備要求、計(jì)量方法等。

1.1 設(shè)計(jì)原則

1）燃?xì)怆娬竟こ探ㄔO(shè)當(dāng)中，機(jī)組發(fā)電應(yīng)放到首要地位，當(dāng)用戶有余熱需求時(shí)，可允許一定影響，但影響應(yīng)在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組制造商允許范圍內(nèi)。

2）結(jié)合當(dāng)前國(guó)家能源發(fā)展法律、法規(guī)和部分地方政府鼓勵(lì)新能源利用補(bǔ)貼政策，燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)宜對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水和煙氣熱量進(jìn)行聯(lián)合利用，其燃?xì)饫錈犭娐?lián)產(chǎn)總效率應(yīng)不小于70%。

1.2 余熱容量的確定

余熱容量的確定是燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它的計(jì)算準(zhǔn)確度直接決定了整個(gè)電站的效率。根據(jù)熱力學(xué)熱量基本計(jì)算公式Q=CM△T和相關(guān)余熱設(shè)備廠家產(chǎn)品配套特點(diǎn)，以及華北油田電站余熱利用工程實(shí)踐和尼日爾阿加德姆（AGADEM）油田應(yīng)用特點(diǎn)?？偨Y(jié)出如下公式（1）、（2）是相關(guān)工程設(shè)計(jì)中常用的設(shè)計(jì)方案計(jì)算方法。燃?xì)怆娬居酂崛萘繎?yīng)依據(jù)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)電裝機(jī)容量計(jì)算確定，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水余熱應(yīng)按公式（1）計(jì)算，煙氣余熱應(yīng)按公式（2）計(jì)算。

（1）

式中：Qk-單位時(shí)間內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水余熱總和，單位為千瓦（kW）；

Wk，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Ck，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水比熱，單位為千焦每立方米攝氏度（kJ/（m3·℃）；

Tk1，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水出口溫度，單位為攝氏度（℃）；

Tk2，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水進(jìn)口溫度，單位為攝氏度（℃）。

（2）

式中：Qr-單位時(shí)間內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的煙氣余熱總和，單位為千瓦（kW）；

Ei-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組煙氣流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Cp1，i、Cp2，i-余熱利用設(shè)備煙氣平均定壓比熱，單位為千焦每立方米攝氏度（kJ/m3℃）；

Tp1，i-余熱利用設(shè)備煙氣進(jìn)口溫度，單位為攝氏度（℃）；

Tp2，i-余熱利用設(shè)備排氣溫度，單位為攝氏度（℃）。

1.3 工藝選型和設(shè)備要求

根據(jù)用戶需求和市場(chǎng)特點(diǎn)，當(dāng)前余熱利用系統(tǒng)主要應(yīng)用為制熱余熱系統(tǒng)，用來(lái)制冷或同時(shí)用來(lái)制熱、制冷的系統(tǒng)由于設(shè)備投資較大，產(chǎn)出比不高，目前市場(chǎng)上應(yīng)用較少。

1.3.1 余熱鍋爐與煙氣系統(tǒng)

制熱余熱利用系統(tǒng)通常使用熱交換器利用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水余熱，使用余熱鍋爐利用煙氣余熱，用來(lái)生產(chǎn)熱水或水蒸汽。圖1所示為典型燃?xì)怆娬局茻嵊酂嵊嗄芟到y(tǒng)工作原理圖，燃?xì)膺M(jìn)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒做工帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生約600℃煙氣進(jìn)入余熱鍋爐，同時(shí)，穿過(guò)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)本體的約90℃的冷卻水通過(guò)熱交換器將熱量傳遞給余熱管路。水通過(guò)熱交換器換熱再進(jìn)入余熱鍋爐加熱，產(chǎn)生高溫?zé)崴蛘羝?。蒸汽可用作工業(yè)生產(chǎn)，熱水可用作供暖和生活用熱水。在這一工作過(guò)程中，可以發(fā)電、供熱，從而實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，最終向外界排放的只有低于150℃煙氣。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)很成熟，比如濟(jì)柴、淄柴生產(chǎn)的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，應(yīng)用于電站可實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率30%以上，配套的余熱鍋爐或制冷機(jī)組，可實(shí)現(xiàn)約30%的熱吸收率，同時(shí)通過(guò)熱交換器可吸收約20%的熱量，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電站綜合能源利用率達(dá)到75%以上。

圖1

余熱鍋爐現(xiàn)已是比較成熟的行業(yè)，其產(chǎn)品技術(shù)條件應(yīng)符合GB/T 28056的要求。在電站余熱利用工程建設(shè)中，余熱鍋爐使用應(yīng)不影響機(jī)組發(fā)電，這是電站設(shè)計(jì)的輕重原則，在不影響電站發(fā)電要求的前提下，應(yīng)滿足用戶的用熱要求。所以，余熱鍋爐參數(shù)的選擇應(yīng)滿足用戶要求，當(dāng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷和最大熱負(fù)荷相差較大時(shí)宜選用補(bǔ)燃型余熱鍋爐，選用的余熱鍋爐其煙氣阻力應(yīng)滿足燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組允許背壓的要求。

現(xiàn)有電站工程應(yīng)用中，余熱鍋爐使用過(guò)程中，水是主要載體，從安全角度出發(fā)，煙氣管道防水處理和鍋爐制熱管路防缺水尤為重要，因此，在余熱利用煙氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，各段煙道底的設(shè)計(jì)均應(yīng)向余熱鍋爐方向設(shè)置一定傾斜度，最低點(diǎn)設(shè)置排水口，并對(duì)保溫結(jié)構(gòu)采取防水措施，每隔一定距離應(yīng)設(shè)置溫度補(bǔ)償裝置。余熱鍋爐前后端煙氣系統(tǒng)應(yīng)符合如下要求。endprint

1）在余熱鍋爐煙氣管道進(jìn)口端應(yīng)設(shè)置旁通管道，旁通管直徑應(yīng)不小于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組排氣主管道直徑。

2）當(dāng)使用補(bǔ)燃余熱鍋爐時(shí)，在鍋爐出口處應(yīng)額外設(shè)置一條排煙管道，其排煙能力應(yīng)滿足補(bǔ)燃燃料燃燒后的最大排煙要求。

3）在鍋爐進(jìn)氣口前煙氣管道上應(yīng)設(shè)置防爆閥。

4）在鍋爐進(jìn)氣口前與旁通煙道相連處三通管上應(yīng)設(shè)置煙量調(diào)節(jié)裝置，余熱利用煙道閥門與旁通煙道閥門應(yīng)有可靠的連鎖。

1.3.2 熱交換器

如圖1中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水余熱利用通常利用熱交換器換熱，在工程應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)燃?xì)怆娬局懈髟O(shè)備的主次地位和安全要求，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水余熱利用宜采用間接交換系統(tǒng)，熱交換器應(yīng)與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組一對(duì)一配置，缸套水側(cè)換熱系統(tǒng)的阻力應(yīng)小于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)允許阻力。熱交換器前后應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控系統(tǒng)，溫度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)確保熱交換器的使用不影響燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的性能。

1.4 能源綜合利用率

燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)建設(shè)的宗旨在于提高能源綜合利用率，各地政府的政策引導(dǎo)也集中反映在對(duì)效率的計(jì)量上，燃?xì)怆娬纠錈犭娐?lián)產(chǎn)能源綜合利用率當(dāng)前比較合適的計(jì)算方法如公式（3）。

（3）

式中： -電站熱（冷）電聯(lián)產(chǎn)能源綜合利用率，單位為1，以百分?jǐn)?shù)表示；

Pe，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率，單位為千瓦（kW）；

Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，熱水型余熱利用系統(tǒng)按公式（4）計(jì)算，蒸汽型余熱利用系統(tǒng)按公式（5）計(jì)算，單位為千瓦（kW）；

Mf，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)氣口燃?xì)饬髁?，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Hu，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)氣口燃?xì)獾牡蜔嶂担瑔挝粸榍Ы姑苛⒎矫?，（kJ/m3）。

（4）

式中：Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，單位為千瓦（kW）；

Ci、Cj-介質(zhì)的比熱，單位為千焦每立方米每攝氏度（kJ/（m3·℃））；

Gw，i-余熱熱交換器水流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tw，i-余熱熱交換器進(jìn)出水溫差，單位為攝氏度（℃）；

Gr，j-熱水型余熱鍋爐介質(zhì)流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tr，j-余熱鍋爐進(jìn)出口水溫差，單位為攝氏度（℃）。

（5）

式中：Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，單位為千瓦（kW）；

Ci、Cj-介質(zhì)的比熱，單位為千焦每立方米每攝氏度（kJ/（m3·℃））；

Gw，i-余熱熱交換器水流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tw，i-余熱熱交換器進(jìn)出水溫差，單位為攝氏度（℃）；

Dj-蒸汽產(chǎn)量，單位千克每小時(shí)（kg/h）；

Is，j一定壓力和溫度下蒸汽型余熱鍋爐出口蒸汽的熱焓，單位千焦每千克（kJ/kg）；

Iw，j-蒸汽型余熱鍋爐進(jìn)口的水的熱焓，單位為千焦每千克（kJ/kg）。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展已非常成熟，產(chǎn)出的缸套水和煙氣性質(zhì)都比較穩(wěn)定，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。余熱制熱的相關(guān)的換熱設(shè)備已比較成體系，基本都能滿足用戶的使用要求。而余熱制冷的相關(guān)技術(shù)尚未完全被社會(huì)接受，同時(shí)相關(guān)的工程設(shè)計(jì)尚存在著許多經(jīng)驗(yàn)不足。究其主要原因：一是以前沒(méi)有行業(yè)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)來(lái)制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展規(guī)劃；二是也無(wú)燃?xì)怆娬居酂崂脟?guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系作為行業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐。從而造成燃?xì)怆娬居酂崂眉夹g(shù)、相關(guān)配套技術(shù)研究落后于國(guó)外，嚴(yán)重制約了民族燃?xì)怆娬居酂崂迷O(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。目前，相關(guān)標(biāo)委會(huì)正在加快具有我國(guó)民族知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)怆娬居酂崂迷O(shè)備創(chuàng)新技術(shù)研究，同時(shí)制定相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足燃?xì)獍l(fā)電余熱利用設(shè)備行業(yè)快速發(fā)展對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]吳德榮.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]馬鳴.最新熱電聯(lián)產(chǎn)工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)工藝及應(yīng)用實(shí)例指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京：電力科學(xué)出版社，2007.

[3]趙欽新.余熱鍋爐研究與設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.endprint

1）在余熱鍋爐煙氣管道進(jìn)口端應(yīng)設(shè)置旁通管道，旁通管直徑應(yīng)不小于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組排氣主管道直徑。

2）當(dāng)使用補(bǔ)燃余熱鍋爐時(shí)，在鍋爐出口處應(yīng)額外設(shè)置一條排煙管道，其排煙能力應(yīng)滿足補(bǔ)燃燃料燃燒后的最大排煙要求。

3）在鍋爐進(jìn)氣口前煙氣管道上應(yīng)設(shè)置防爆閥。

4）在鍋爐進(jìn)氣口前與旁通煙道相連處三通管上應(yīng)設(shè)置煙量調(diào)節(jié)裝置，余熱利用煙道閥門與旁通煙道閥門應(yīng)有可靠的連鎖。

1.3.2 熱交換器

如圖1中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水余熱利用通常利用熱交換器換熱，在工程應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)燃?xì)怆娬局懈髟O(shè)備的主次地位和安全要求，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水余熱利用宜采用間接交換系統(tǒng)，熱交換器應(yīng)與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組一對(duì)一配置，缸套水側(cè)換熱系統(tǒng)的阻力應(yīng)小于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)允許阻力。熱交換器前后應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控系統(tǒng)，溫度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)確保熱交換器的使用不影響燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的性能。

1.4 能源綜合利用率

燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)建設(shè)的宗旨在于提高能源綜合利用率，各地政府的政策引導(dǎo)也集中反映在對(duì)效率的計(jì)量上，燃?xì)怆娬纠錈犭娐?lián)產(chǎn)能源綜合利用率當(dāng)前比較合適的計(jì)算方法如公式（3）。

（3）

式中： -電站熱（冷）電聯(lián)產(chǎn)能源綜合利用率，單位為1，以百分?jǐn)?shù)表示；

Pe，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率，單位為千瓦（kW）；

Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，熱水型余熱利用系統(tǒng)按公式（4）計(jì)算，蒸汽型余熱利用系統(tǒng)按公式（5）計(jì)算，單位為千瓦（kW）；

Mf，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)氣口燃?xì)饬髁?，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Hu，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)氣口燃?xì)獾牡蜔嶂担瑔挝粸榍Ы姑苛⒎矫?，（kJ/m3）。

（4）

式中：Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，單位為千瓦（kW）；

Ci、Cj-介質(zhì)的比熱，單位為千焦每立方米每攝氏度（kJ/（m3·℃））；

Gw，i-余熱熱交換器水流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tw，i-余熱熱交換器進(jìn)出水溫差，單位為攝氏度（℃）；

Gr，j-熱水型余熱鍋爐介質(zhì)流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tr，j-余熱鍋爐進(jìn)出口水溫差，單位為攝氏度（℃）。

（5）

式中：Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，單位為千瓦（kW）；

Ci、Cj-介質(zhì)的比熱，單位為千焦每立方米每攝氏度（kJ/（m3·℃））；

Gw，i-余熱熱交換器水流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tw，i-余熱熱交換器進(jìn)出水溫差，單位為攝氏度（℃）；

Dj-蒸汽產(chǎn)量，單位千克每小時(shí)（kg/h）；

Is，j一定壓力和溫度下蒸汽型余熱鍋爐出口蒸汽的熱焓，單位千焦每千克（kJ/kg）；

Iw，j-蒸汽型余熱鍋爐進(jìn)口的水的熱焓，單位為千焦每千克（kJ/kg）。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展已非常成熟，產(chǎn)出的缸套水和煙氣性質(zhì)都比較穩(wěn)定，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。余熱制熱的相關(guān)的換熱設(shè)備已比較成體系，基本都能滿足用戶的使用要求。而余熱制冷的相關(guān)技術(shù)尚未完全被社會(huì)接受，同時(shí)相關(guān)的工程設(shè)計(jì)尚存在著許多經(jīng)驗(yàn)不足。究其主要原因：一是以前沒(méi)有行業(yè)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)來(lái)制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展規(guī)劃；二是也無(wú)燃?xì)怆娬居酂崂脟?guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系作為行業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐。從而造成燃?xì)怆娬居酂崂眉夹g(shù)、相關(guān)配套技術(shù)研究落后于國(guó)外，嚴(yán)重制約了民族燃?xì)怆娬居酂崂迷O(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。目前，相關(guān)標(biāo)委會(huì)正在加快具有我國(guó)民族知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)怆娬居酂崂迷O(shè)備創(chuàng)新技術(shù)研究，同時(shí)制定相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足燃?xì)獍l(fā)電余熱利用設(shè)備行業(yè)快速發(fā)展對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]吳德榮.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]馬鳴.最新熱電聯(lián)產(chǎn)工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)工藝及應(yīng)用實(shí)例指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京：電力科學(xué)出版社，2007.

[3]趙欽新.余熱鍋爐研究與設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.endprint

1）在余熱鍋爐煙氣管道進(jìn)口端應(yīng)設(shè)置旁通管道，旁通管直徑應(yīng)不小于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組排氣主管道直徑。

2）當(dāng)使用補(bǔ)燃余熱鍋爐時(shí)，在鍋爐出口處應(yīng)額外設(shè)置一條排煙管道，其排煙能力應(yīng)滿足補(bǔ)燃燃料燃燒后的最大排煙要求。

3）在鍋爐進(jìn)氣口前煙氣管道上應(yīng)設(shè)置防爆閥。

4）在鍋爐進(jìn)氣口前與旁通煙道相連處三通管上應(yīng)設(shè)置煙量調(diào)節(jié)裝置，余熱利用煙道閥門與旁通煙道閥門應(yīng)有可靠的連鎖。

1.3.2 熱交換器

如圖1中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水余熱利用通常利用熱交換器換熱，在工程應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)燃?xì)怆娬局懈髟O(shè)備的主次地位和安全要求，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組缸套水余熱利用宜采用間接交換系統(tǒng)，熱交換器應(yīng)與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組一對(duì)一配置，缸套水側(cè)換熱系統(tǒng)的阻力應(yīng)小于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)允許阻力。熱交換器前后應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控系統(tǒng)，溫度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)確保熱交換器的使用不影響燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的性能。

1.4 能源綜合利用率

燃?xì)怆娬居酂崂孟到y(tǒng)建設(shè)的宗旨在于提高能源綜合利用率，各地政府的政策引導(dǎo)也集中反映在對(duì)效率的計(jì)量上，燃?xì)怆娬纠錈犭娐?lián)產(chǎn)能源綜合利用率當(dāng)前比較合適的計(jì)算方法如公式（3）。

（3）

式中： -電站熱（冷）電聯(lián)產(chǎn)能源綜合利用率，單位為1，以百分?jǐn)?shù)表示；

Pe，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的發(fā)電功率，單位為千瓦（kW）；

Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，熱水型余熱利用系統(tǒng)按公式（4）計(jì)算，蒸汽型余熱利用系統(tǒng)按公式（5）計(jì)算，單位為千瓦（kW）；

Mf，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)氣口燃?xì)饬髁?，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Hu，i-燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)氣口燃?xì)獾牡蜔嶂?，單位為千焦每立方米，（kJ/m3）。

（4）

式中：Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，單位為千瓦（kW）；

Ci、Cj-介質(zhì)的比熱，單位為千焦每立方米每攝氏度（kJ/（m3·℃））；

Gw，i-余熱熱交換器水流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tw，i-余熱熱交換器進(jìn)出水溫差，單位為攝氏度（℃）；

Gr，j-熱水型余熱鍋爐介質(zhì)流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tr，j-余熱鍋爐進(jìn)出口水溫差，單位為攝氏度（℃）。

（5）

式中：Qy-單位時(shí)間內(nèi)余熱利用總量，單位為千瓦（kW）；

Ci、Cj-介質(zhì)的比熱，單位為千焦每立方米每攝氏度（kJ/（m3·℃））；

Gw，i-余熱熱交換器水流量，單位為立方米每小時(shí)（m3/h）；

Tw，i-余熱熱交換器進(jìn)出水溫差，單位為攝氏度（℃）；

Dj-蒸汽產(chǎn)量，單位千克每小時(shí)（kg/h）；

Is，j一定壓力和溫度下蒸汽型余熱鍋爐出口蒸汽的熱焓，單位千焦每千克（kJ/kg）；

Iw，j-蒸汽型余熱鍋爐進(jìn)口的水的熱焓，單位為千焦每千克（kJ/kg）。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展已非常成熟，產(chǎn)出的缸套水和煙氣性質(zhì)都比較穩(wěn)定，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。余熱制熱的相關(guān)的換熱設(shè)備已比較成體系，基本都能滿足用戶的使用要求。而余熱制冷的相關(guān)技術(shù)尚未完全被社會(huì)接受，同時(shí)相關(guān)的工程設(shè)計(jì)尚存在著許多經(jīng)驗(yàn)不足。究其主要原因：一是以前沒(méi)有行業(yè)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)來(lái)制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展規(guī)劃；二是也無(wú)燃?xì)怆娬居酂崂脟?guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系作為行業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐。從而造成燃?xì)怆娬居酂崂眉夹g(shù)、相關(guān)配套技術(shù)研究落后于國(guó)外，嚴(yán)重制約了民族燃?xì)怆娬居酂崂迷O(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。目前，相關(guān)標(biāo)委會(huì)正在加快具有我國(guó)民族知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)怆娬居酂崂迷O(shè)備創(chuàng)新技術(shù)研究，同時(shí)制定相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足燃?xì)獍l(fā)電余熱利用設(shè)備行業(yè)快速發(fā)展對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]吳德榮.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]馬鳴.最新熱電聯(lián)產(chǎn)工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)工藝及應(yīng)用實(shí)例指導(dǎo)手冊(cè)[M].北京：電力科學(xué)出版社，2007.

[3]趙欽新.余熱鍋爐研究與設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.endprint