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        電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優(yōu)化方案探討

        2016-12-01 01:36:30趙萬里
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年20期
        關(guān)鍵詞:省煤器預(yù)熱器尾部

        趙萬里

        (天津華電福源熱電有限公司,天津 301700)

        電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優(yōu)化方案探討

        趙萬里

        (天津華電福源熱電有限公司,天津 301700)

        隨著我國科技的發(fā)展和進(jìn)步,礦石能源的開采量也逐漸增多。我國大多數(shù)城市用電皆以電站的煤炭燃燒為主要途徑,其發(fā)電所用的主要工具為鍋爐。電站鍋爐的排煙溫度限制在 100℃至140 ℃,與之相隨是鍋爐熱量的大幅度損耗。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,大型電站鍋爐的余熱消耗量可占輸入燃料產(chǎn)生熱量的十分之一。所以,電站鍋爐余深度利用以及尾部受熱面的回收和開發(fā)也成為大眾熱議的話題。本篇文章即圍繞上述主題進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

        電站鍋爐;尾部受熱面;綜合優(yōu)化;余熱利用

        依據(jù)我國現(xiàn)階段電站的普及情況而言,電站的發(fā)電機(jī)組成為國民用電基礎(chǔ)性的發(fā)電設(shè)施,為社會(huì)提供巨大的電量,為國民經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展提供了有力動(dòng)力保障。針對電站鍋爐煙氣余熱的流失,電站內(nèi)部最廣泛的改進(jìn)方法就是在鍋爐空氣預(yù)熱器出口尾部的煙氣通道內(nèi)安裝“低溫省煤器”,簡稱換熱器。電站鍋爐余熱綜合優(yōu)化的方案就是在原有鍋爐內(nèi)部常規(guī)性的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器后,另添加一個(gè)前置式空氣預(yù)熱器,其主要功能是降溫后,促使空氣遇冷凝結(jié)成水滴,降低空氣預(yù)熱過程中換熱溫差,實(shí)現(xiàn)好效率的節(jié)能減排。

        1 電站鍋爐余熱的優(yōu)化利用

        1.1 常規(guī)電站鍋爐余熱利用系統(tǒng)存在的問題

        電站鍋爐在使用的過程中會(huì)產(chǎn)生熱量,一部分熱量被加以利用,另一部分熱量則在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中流失。常規(guī)大型電站的鍋爐余熱利用系統(tǒng)普遍存在兩個(gè)主要缺陷,首先一點(diǎn)指的是電站鍋爐余熱利用系統(tǒng)中未將燃料的廢棄煙氣經(jīng)過高加工、精處理就將其從空氣預(yù)熱器出口中排出,導(dǎo)致煙味濃重、品味差、環(huán)境污染大、水溫受約束力松弛、節(jié)能效果不佳。其次一點(diǎn)指電站鍋爐空氣預(yù)熱器出口處設(shè)備缺陷。進(jìn)入鍋爐空氣預(yù)熱器的外部溫度低于鍋爐合理使用的溫度,從而導(dǎo)致空氣預(yù)熱器傳熱效果不佳,熱量消耗量大,煙氣濃重。

        1.2 新型電站鍋爐余熱利用綜合優(yōu)化系統(tǒng)

        新型電站鍋爐余熱利用的綜合優(yōu)化系統(tǒng)主旨是在鍋爐的空氣預(yù)熱器前端安裝低溫的空氣預(yù)熱器,并在空氣預(yù)熱器之間安裝低溫省煤器,促使在省煤器的作用下將煙氣加熱凝結(jié)成水,節(jié)省高級汽輪機(jī)工作時(shí)長,提高汽輪機(jī)組的利用效率。除此之外,電站鍋爐余熱優(yōu)化系統(tǒng)充分利用機(jī)器控制鍋爐內(nèi)部兩級空氣加熱系統(tǒng)中空氣的吸熱比例,從而進(jìn)一步的提高低溫省煤器入口處煙氣的溫度,節(jié)省更高壓力級別的回?zé)岢槠岣唠娬镜墓ぷ餍?,?jié)能潛力巨大。與此同時(shí),新型電站鍋爐余熱利用的綜合優(yōu)化系統(tǒng)將煙氣分級加熱成空氣,從而大幅度降低煙氣與空氣之間的換熱溫差,降低了空氣預(yù)熱器的傳熱損失。在低溫省煤器吸收煙氣放熱量相等的條件下,新型余熱利用優(yōu)化系統(tǒng)與常規(guī)余熱利用系統(tǒng)在熱力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性上的對比上擁有較強(qiáng)的優(yōu)越性和實(shí)用性。

        2 電站鍋爐尾部受熱面的綜合優(yōu)化

        隨著國際上一次性能源的稀缺、價(jià)格的不斷上漲,我國針對這一現(xiàn)狀將“節(jié)能減排”政策的實(shí)施提上章程。因此,電站鍋爐尾部煙氣余熱的綜合利用也受到重視,電站鍋爐尾部的熱量消耗也是不容忽視的一點(diǎn)。電站鍋爐尾部余熱的優(yōu)化利用采用以熱力學(xué)為基礎(chǔ),采用熱功轉(zhuǎn)換的方法原理,充分考慮工設(shè)備的質(zhì)量,以研究熱工轉(zhuǎn)換和大幅度提高熱力能量的利用為目的的“等效焓降法”。等效焓降法能夠增加發(fā)電功率,使汽輪機(jī)效率得以提高。在新型余熱利用的優(yōu)化系統(tǒng)中,系統(tǒng)的、全面的、多方位的對鍋爐尾部余熱受熱面進(jìn)行探討,將鍋爐尾部的排放煙氣、外部空氣和水滴三者促成一種融匯貫通的關(guān)系,使鍋爐尾部的煙氣熱量得到充分的利用,提高資源的利用效率。

        3 余熱優(yōu)化利用的實(shí)際應(yīng)用

        在冬季,我國北方的大部分地區(qū)最低溫度可達(dá)零下30度左右,因此,電站鍋爐余熱深度利用和尾部受熱面綜合優(yōu)化被凸顯的尤為重要。

        在鍋爐的使用過程中,由于外部環(huán)境的物理性溫度過低、空氣過冷,從而導(dǎo)致鍋爐的預(yù)熱系統(tǒng)在處理冷空氣時(shí)引發(fā)預(yù)熱器的堵塞和腐蝕,造成機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)緩慢,危害設(shè)備的安全運(yùn)行,影響鍋爐設(shè)備的使用壽命。為了解決冬季空氣溫度過低的問題,北方的電站鍋爐一般會(huì)設(shè)置暖風(fēng)機(jī)等一系列機(jī)組設(shè)備,既保證在外部環(huán)境溫度低的情況,加以利用的空氣依舊符合預(yù)熱器的合理使用水平,也延長機(jī)組的使用壽命,維護(hù)設(shè)備安全,優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)。促使空氣能夠維持在穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi),達(dá)到節(jié)能可利用的效果,提高工作效率。

        4 結(jié)束語

        “低耗節(jié)能、循環(huán)利用”是新形勢下我國倡導(dǎo)綠色資源合理利用的口號。因此,如何在當(dāng)前機(jī)組水平情況普遍較好的態(tài)勢下,進(jìn)一步提高機(jī)組工作的效率水平和降低煤耗,對于全國電力工業(yè)的節(jié)能減排戰(zhàn)略意義重大。新型電站鍋爐余熱的深度利用和尾部受熱面綜合優(yōu)化方案的實(shí)施不僅降低熱量在空氣預(yù)熱器中傳熱的損失,低溫腐蝕問題也得到大幅度的緩解,而且提高鍋爐的利用效率、降低電廠煤炭的消耗量,提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

        [1]龍輝,嚴(yán)舒,王盾.超臨界機(jī)組設(shè)計(jì)技術(shù)集成化發(fā)展探討[J].電力建設(shè),2011,32(02):71-75.

        [2]劉鶴忠,連正權(quán).低溫省煤器在火力發(fā)電廠中的運(yùn)用探討[J].電力勘探設(shè)計(jì),2010,8(04):32-38.

        [3]徐鋼,許誠,楊勇平,黃圣偉,張鍇.電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優(yōu)化[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013(05):1-8.

        [4]劉強(qiáng),段遠(yuǎn)源.超臨界600MW火電機(jī)組熱力系統(tǒng)的火用分析[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2011,32(32):8-12.

        10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.043

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