潘濤

摘 要：近些年來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展階段，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展其與資源缺乏之間的矛盾逐漸顯現(xiàn)。其中屬于水資源缺乏的問(wèn)題最為嚴(yán)重，已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中最為顯著的資源緊缺問(wèn)題。引發(fā)水資源緊缺的原因十分多樣化，火電發(fā)電廠(chǎng)排水浪費(fèi)屬于其中主要因素。因此需要對(duì)火電發(fā)電廠(chǎng)排煙系統(tǒng)與循環(huán)水余熱利用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其可在滿(mǎn)足火電發(fā)電廠(chǎng)日常生產(chǎn)需求的同時(shí)節(jié)約用水，并最大限度提升水資源的利用率。本文在此種背景下以某火電發(fā)電廠(chǎng)為例展開(kāi)探討，主要對(duì)其排煙和循環(huán)水余熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，旨在最大限度提升循環(huán)水預(yù)熱系統(tǒng)的利用率。

關(guān)鍵詞：火電廠(chǎng)；排煙；循環(huán)水余熱利用；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、火電廠(chǎng)排煙系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

1.火電廠(chǎng)排煙系統(tǒng)優(yōu)化

通常情況下火電發(fā)電廠(chǎng)的排煙系統(tǒng)將能夠轉(zhuǎn)換煙氣余熱的換熱器設(shè)置在鍋爐對(duì)流的豎井下部。熱網(wǎng)中的回流水利用煙氣余熱換熱器完成加熱。鍋爐煙氣出口會(huì)設(shè)置一個(gè)靜電除塵器、煙氣脫硫塔，并在二者之間安裝煙氣冷卻器，然后借助煙氣高溫蒸汽完成冷凝的過(guò)程，將煙氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水。

2.火電廠(chǎng)排煙系統(tǒng)優(yōu)化方案探究

由上述分析目前火電發(fā)電廠(chǎng)排煙系統(tǒng)的優(yōu)化方案可以發(fā)現(xiàn)，其主要工作原理是在吸收塔的入口安裝煙氣余熱換熱器來(lái)完成排除煙氣的降溫工作。煙氣在降低溫度之后會(huì)通過(guò)煙氣余熱換熱器與加熱之后的高溫蒸汽混合冷凝為液態(tài)水，然后再向外界排放，這是當(dāng)前階段絕大部分火電發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)用的排煙系統(tǒng)。由上述方案不難發(fā)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)原理的核心是借助煙氣余熱換熱器將廢煙凝結(jié)成水，也就是說(shuō)煙氣余熱換熱器在工作過(guò)程中需要承擔(dān)冷卻的責(zé)任。煙氣在經(jīng)過(guò)除塵器以后會(huì)大幅度降低原本蘊(yùn)含的粉塵濃度，此時(shí)再安裝除塵器就可使得煙氣中的腐蝕性顆粒大幅度降低，進(jìn)而因煙氣中腐蝕性顆粒引發(fā)的設(shè)備腐蝕情況可到有效緩解。煙氣通過(guò)除塵器和引風(fēng)機(jī)脫離吸收塔時(shí)，通常情況下溫度已經(jīng)大幅度降低，大約為45℃-50℃左右，而且已經(jīng)在脫硫區(qū)完成了防腐蝕和脫硫處理，所以說(shuō)該優(yōu)化方案可以最大限度降低煙氣對(duì)發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組設(shè)備的腐蝕情況。該優(yōu)化方案具有經(jīng)濟(jì)性較高和可操作性較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，所以被各火電發(fā)電廠(chǎng)排煙中廣泛應(yīng)用。另外，還可依據(jù)具體生產(chǎn)狀況在上述方案的基礎(chǔ)上增設(shè)兩臺(tái)燃煤鍋爐煙氣余熱換熱器，分別在兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)出口處的水平煙道內(nèi)安裝。出于對(duì)設(shè)備保持換熱和防腐蝕具體需求的考慮，需要選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的鋼支撐翅片管用在煙氣余熱換熱器中，進(jìn)而對(duì)該設(shè)備持久性的良好運(yùn)行進(jìn)行保證。

3.分析熱平衡計(jì)算以及系統(tǒng)優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)排煙系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)的過(guò)程中，影響冷凝設(shè)備最大的當(dāng)屬余熱轉(zhuǎn)換器裝置在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中需要承受非常大的煙氣阻力，進(jìn)而阻礙了引風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，引風(fēng)機(jī)需要增加功率來(lái)確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，要想保證發(fā)電機(jī)組額定功率不會(huì)隨之改變，就需要減小機(jī)組的進(jìn)氣量，進(jìn)而使得機(jī)組熱效率提升的目的得以達(dá)成。優(yōu)化之后的方案不僅可以對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率進(jìn)行提升，而且有利于發(fā)電廠(chǎng)整體效益的提升。外還可有效降低機(jī)組設(shè)備損壞的幾率，設(shè)備維修和更換的費(fèi)用大幅度降低，發(fā)電廠(chǎng)的生產(chǎn)成本得以減少。而最為關(guān)鍵的問(wèn)題是優(yōu)化火電廠(chǎng)排煙系統(tǒng)可降低對(duì)環(huán)境的污染，有利于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進(jìn)一步推進(jìn)。但是在應(yīng)用該優(yōu)化方案時(shí)要注意控制排煙的溫度，使其始終處于合理范圍內(nèi)，如溫度過(guò)低的話(huà)污染物會(huì)對(duì)換熱器裝置造成腐蝕，進(jìn)而損壞設(shè)備，所以使用時(shí)要格外注意溫度的控制。

二、火電廠(chǎng)循環(huán)水余熱利用系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

1.“NCB”新型大容量供熱機(jī)組應(yīng)用方案探究

NCB是利用低壓缸與高壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，如處于基抽汽狀態(tài)可關(guān)小連通管道上的蝶閥來(lái)分散壓力。連通管道上的蝶閥在負(fù)荷達(dá)到最大值時(shí)會(huì)完全關(guān)閉，進(jìn)而可對(duì)蒸汽進(jìn)入低壓缸的情況進(jìn)行有效避免，此時(shí)低壓缸轉(zhuǎn)速會(huì)呈現(xiàn)持續(xù)下降的狀態(tài)，直至停機(jī)。此種狀態(tài)下離合器會(huì)脫離低壓轉(zhuǎn)子，而發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行需要借助中壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子，所有水蒸氣可排除并提供熱量，一定程度上加強(qiáng)了水余熱循環(huán)利用的效率。此種設(shè)計(jì)方案可以充分利用中壓缸和高壓缸的排氣以及其提供的抽氣量，冷源帶來(lái)的損失得到大幅度降低。該機(jī)組可使得低壓缸運(yùn)行停止并轉(zhuǎn)變?yōu)楸硥簷C(jī)，而且還可將實(shí)際狀況作為依據(jù)來(lái)啟動(dòng)或者運(yùn)行低壓缸，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為純凝機(jī)或者是抽凝機(jī)。該原理使得機(jī)組可以將其所承受負(fù)荷的狀況作為依據(jù)對(duì)其運(yùn)行模式和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行任意轉(zhuǎn)換，進(jìn)而大幅度提升了機(jī)組負(fù)荷的承受能力。NCB新型大容量供熱機(jī)是未來(lái)一定時(shí)間內(nèi)火電發(fā)電廠(chǎng)排煙及循環(huán)水余熱創(chuàng)新的主要方向和趨勢(shì)。

2.NCB新型大容量供熱機(jī)組存在的主要問(wèn)題

目前火電發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)用的NCB新型大容量供熱機(jī)仍然有些許問(wèn)題存在，無(wú)論是由發(fā)電廠(chǎng)自身發(fā)展需求還是由行業(yè)發(fā)展前景來(lái)看，其操作難度都相對(duì)較大。NCB新型大容量供熱機(jī)成本相對(duì)較高，所以絕大多數(shù)火電發(fā)電廠(chǎng)只能是望而卻步。因NCB新型大容量供熱機(jī)內(nèi)置的品質(zhì)優(yōu)良的SSS離合器目前仍需要進(jìn)口，離合器本身造價(jià)在加上運(yùn)輸費(fèi)用等，使得該供熱機(jī)的造價(jià)相對(duì)較高。此外，SSS離合器使用時(shí)對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩有較高要求，所以需要對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)子進(jìn)行相應(yīng)的改造，機(jī)組本身成本再次增加。除此之外，NCB新型大容量供熱機(jī)要想投入使用還需對(duì)檢修場(chǎng)地進(jìn)行建設(shè)和增加，場(chǎng)地建設(shè)需要投入較多的財(cái)力、物力以及人力，所以說(shuō)上述問(wèn)題都影響了NCB新型大容量供熱機(jī)組的推廣和應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)

綜合上述所言，我國(guó)當(dāng)前仍舊處于時(shí)代進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，人類(lèi)生活水平也會(huì)隨之提升，對(duì)于電力的需求也勢(shì)必會(huì)不斷增加。同時(shí)社會(huì)各界會(huì)越發(fā)重視環(huán)境的保護(hù)，尤其是電力生產(chǎn)過(guò)程中排煙以及循環(huán)水熱造成的水污染、熱污染以及大氣污染等。因此，最大限度預(yù)防并降低火電發(fā)電廠(chǎng)排煙以及循環(huán)水余熱對(duì)環(huán)境造成的污染是當(dāng)前需要解決的首要問(wèn)題。本文在此種背景下提出NCB新型大容量供熱機(jī)系統(tǒng)和煙氣余熱利用系統(tǒng)的應(yīng)用，可有效對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行解決。

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