摘 要 本文結(jié)合筆者工作實踐，從基本構(gòu)成與參數(shù)、熱力特性兩方面入手，說明了燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀，同時對燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的發(fā)展方向進(jìn)行了分析與展望，旨在豐富有關(guān)得燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的研究。

關(guān)鍵詞 燃?xì)庹羝?聯(lián)合循環(huán);余熱鍋爐

引言

當(dāng)前，我國社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)協(xié)同發(fā)展，推動著發(fā)電技術(shù)向著更加高效的方向發(fā)展。為了進(jìn)一步強(qiáng)化循環(huán)效率，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組在實際的發(fā)電過程中得到廣泛應(yīng)用。對于燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐來說，其具備熱效率高、運行靈活性強(qiáng)、污染產(chǎn)生量低等優(yōu)勢。在這樣的背景下，我國對燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的性能和開發(fā)設(shè)計研究進(jìn)一步加深。

1燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 基本構(gòu)成與參數(shù)

科豐熱電一期工程規(guī)模為1套52.14MW燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組（1套PG6531B型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組+1套63.36t/h非補(bǔ)燃雙壓自然循環(huán)余熱鍋爐+1套15.54MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組），以及2臺20t/h燃煤輔助供熱鍋爐;二期工程建設(shè)規(guī)模為1套57.62MW燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組（1套PG6561B型燃?xì)廨啓C(jī)+1套72.3t/h非補(bǔ)燃強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐+1套12MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組+1套3MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組），拆除原有的2臺20t/h燃煤輔助供熱鍋爐，新設(shè)置2臺 20t/h燃?xì)忮仩t。2014年對一期機(jī)組進(jìn)行改造，1臺全新的H25（35MW）型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組替換原有的PG6531B型，采用全新的不帶補(bǔ)燃、雙壓強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐替換原有的余熱鍋爐。科豐熱電目前穩(wěn)定對外總供熱能力為120t/h，最大供熱能力為150t/h。受制于科豐熱電出廠供熱管網(wǎng)的管道直徑，管道對外最大供熱能力為120t/h。

1.2 熱力特性分析

燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的熱力特性主要如下：第一，加熱熱源。在使用中，氣體燃料并不會出現(xiàn)粉塵問題[1]。第二，變溫顯熱源。推動燃料化學(xué)能源轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，最終轉(zhuǎn)化為電能或是機(jī)械能。第三，汽水系統(tǒng)的多樣化?？梢赃x用的汽水系統(tǒng)包括單壓汽水系統(tǒng)、雙壓汽水系統(tǒng)、三壓汽水系統(tǒng)等。第四，變工況熱力。在大氣溫度、負(fù)荷等因素的影響，排氣溫度與流量產(chǎn)生波動，導(dǎo)致余熱鍋爐的熱力特性發(fā)生變化。

2燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的發(fā)展方向探究

2.1 螺旋鰭片管設(shè)計及換熱計算方法的選取

在燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的實際運行中，具備大流量、變溫先熱源的特點，因此其對流換熱相對特殊。一般來說，存在于余熱鍋爐內(nèi)的煙氣與汽水介質(zhì)之間的換熱穩(wěn)壓偏低?；趯C(jī)組整體結(jié)構(gòu)緊湊布置、減少鋼材實際用量的考量，引入螺旋鰭片管具有極高的現(xiàn)實價值。固定煙氣介質(zhì)、溫度與速度，當(dāng)螺旋鰭片管的管徑降低時，翅片更高且各個節(jié)點之間的距離更小，因此實際的傳熱效果也有所增高。

從螺旋鰭片管的換熱計算方法來看，在現(xiàn)階段的研究中，尚未形成完善的計算方法。在我國的實踐中，普遍依托國外研究成果進(jìn)行計算以及系數(shù)（如污染系數(shù)）修正。

2.2 煙氣的流動性

煙氣流動特性的研究是當(dāng)前燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐研究中的主流方向。在現(xiàn)階段的研究實踐中，普遍使用FLUEN丁流體計算軟件進(jìn)行煙氣流動性的研究[2]。在該軟件的支持下，可以將速度場、壓力場分布情況轉(zhuǎn)換為更為直觀、具體的表現(xiàn)形式，為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計的展開提供參考。同時，依托冷態(tài)空氣動力試驗裝置校核煙道形狀特性也是目前燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的發(fā)展與研究的熱點內(nèi)容。

2.3 聯(lián)合循環(huán)快速啟動

為了進(jìn)一步提升燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐的氣動速度與穩(wěn)定性，展開對聯(lián)合循環(huán)布置方式的研究極為必要。在當(dāng)前的生產(chǎn)活動中，常用的大型聯(lián)合循環(huán)裝置主要包含燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)相互運用的發(fā)電機(jī)一臺、無旁路煙道等結(jié)構(gòu)。想要實現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)的快速啟動，需要適當(dāng)增大鍋筒容量，防止汽水的涌入;引入更大的水位量程設(shè)計，以此達(dá)到滿足保護(hù)水位與報警水位現(xiàn)實需求的目標(biāo);使用管徑更小、管壁更薄的螺旋鰭片管，提升傳熱效果。

2.4 熱力參數(shù)優(yōu)化

構(gòu)建數(shù)學(xué)模型是目前最常用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐熱力參數(shù)優(yōu)化形式，在該模型中，主要包含著設(shè)計工況以及對變工礦的建模，通過計算與比較，能夠獲取最佳的設(shè)計方案，且同時達(dá)到提升熱經(jīng)濟(jì)性的效果。在此過程中，涉及的關(guān)鍵內(nèi)容如下所示：第一，優(yōu)化汽水系統(tǒng)。對進(jìn)入余熱鍋爐燃?xì)鉁囟却_定單壓、多壓等是否再熱，并進(jìn)行對比。如果燃?xì)廨啓C(jī)排煙煙氣流量高于每秒鐘120千克，且燃?xì)鉁囟冗_(dá)到500℃以上，則可以使用雙壓汽水系統(tǒng)或是三壓汽水系統(tǒng)。第二，確定節(jié)點溫差以及排煙溫度。在節(jié)點溫差降低的情況下，余熱鍋爐的排氣溫度也有所下降，促使熱效率增大;同時，平度的傳熱溫差下降，推動受熱面積增大?；诖?，出于對循環(huán)效益的考量，進(jìn)行節(jié)點溫差以及排煙溫度的合理調(diào)整極為必要。第三，控制蒸汽輪機(jī)與余熱鍋爐的高度匹配。在主蒸汽壓力、溫度提升的條件下，主蒸汽壓力參數(shù)影響著余熱鍋爐中的燃?xì)鉁囟纫约笆軣崦?。為了提升蒸汽輪機(jī)與余熱鍋爐的匹配程度，必須遵循汽輪機(jī)做功量最大原則。

3結(jié)束語

綜上所述，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)余熱鍋爐具備熱效率高、運行靈活性強(qiáng)、污染產(chǎn)生量低等優(yōu)勢，在當(dāng)前得到了廣泛應(yīng)用，展開相應(yīng)余熱鍋爐的性能和開發(fā)設(shè)計深入研究具有極高的現(xiàn)實價值。在當(dāng)前與未來的發(fā)展中，聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的研究更加偏向設(shè)計優(yōu)化、計算方法與參數(shù)調(diào)整等，推動其性能的升級。

參考文獻(xiàn)

[1] 王志永，許賀，朱慧敏，等.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱鍋爐熱效率計算模型對比分析[J].華電技術(shù)，2020，42（6）：47-51.

[2] 楊倩玉，姜陽，王雷.影響燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐效率因素分析[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，14（3）：209-215.

作者簡介

王真（1984-），男，浙江三門人;學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，現(xiàn)就職單位：寧波科豐燃機(jī)熱電有限公司，研究方向：節(jié)能提效方向。