火电厂热力系统节能技术分析

2016-11-30 23:39 [电力论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：摘要能源是国民经济的基础，随着能源价格的攀升和节能减排政策的要求，提高能源利用效率，节约煤炭资源受到越来越多的重视，据此对火电厂热力系统的节能技术进行简要分析和说明，以供交流讨论。关键词火电厂热力系统；节能技术中图分类号：TM621 文献标

　　摘要能源是国民经济的基础，随着能源价格的攀升和节能减排政策的要求，提高能源利用效率，节约煤炭资源受到越来越多的重视，据此对火电厂热力系统的节能技术进行简要分析和说明，以供交流讨论。

　　关键词火电厂热力系统；节能技术

　　中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）01-0135-01

　　我国是能源生产大国，同时也是能源消耗大国，每年煤炭产量的一半都用于火力发电，提高煤炭资源的有效利用率，发展火电厂热力系统节能技术具有很大的现实意义。科技是第一生产力，诸如锅炉排烟余热回收技术、化学补水技术、除氧器余热与锅炉排污余热的利用技术等很好的改善了火电厂热力系统结构，提高了机组热效应。

　　1 锅炉部分的节能技术

　　随着锅炉使用时间的增加，锅炉“三漏”现象，即漏风、漏烟、漏灰的出现会增加散热损失，降低热效率。对此，可以采用硅酸铝平板包覆炉墙，硅酸铝绳与硅酸铝平板密封炉墙交接处的伸缩缝等方法增加炉墙的保温效果，采用先进的密封技术改善回旋式空气预热器漏风问题。根据相关研究表明，漏风率每下降1%，耗煤下降0.18g/kW·h，我国火电厂锅炉的空预器多为受热面回转式，采用光滑片密封，由于空预器运转过程中转子上下端面存在温度差，下端面凹转子会出现热态蘑菇状变形，因此设计密封间隙较大，漏风率较高。目前可供选择的空预器密封技术主要有柔性接触式密封改造技术、双密封改造技术、密封间隙在线自动控制技术以及刷式密封技术等。其中，双密封改造工程量较大，投资多，只适用于径向密封和轴向密封，不适用于旁路密封；柔性接触密封技术的密封效果比较好，适合在大小修期间进行，改造后一年内漏风率可以控制在6%以内，但与双密封技术一样，不能完全解决旁路密封的问题；刷式密封技术主要应用在航空发动机、燃气轮机、汽轮机等领域，在锅炉空预器领域的应用仍需要进一步研究。同时，采用了新的空气预热器密封技术后，能进一步降低送风机、引风机的用电量。

　　除此之外，为了进一步提高锅炉的热效率，实现有效的节能，还可以采用增大传热面积、调整管子形状、增加外翘片、优化壳程挡板与关键支撑物设计等方式增加对传热面漆的利用，减少传热的支流死区；采用轴流风转子技术、轴流静叶技术、合并增加风机与引风机等方法改造风机，以适应电袋复合除尘器、脱硫脱硝系统等环保设备的应用，提高节能效果。

　　2 汽轮机部分的节能技术

　　汽轮机作为电厂三大件之一，能够将蒸汽的热能转换为机械能，汽轮机运转过程中，约有1/3的损失来自与漏气损失，而汽轮机的漏气问题与机组流通部分间隙关系密切。近几年来关于汽轮机流通部分的节能技术研究各方法和手段各有不同，采用的湍流模型各异，方程离散格式多样，网格类型与N-S方程解法也不尽相同，因此并没有系统的理论指导。20世纪90年代以来，全三维气动热力设计体系成为汽轮机技术进步的引领者，汽轮机中的汽封结构、进排汽蜗壳内的流动、阀门、管道等都具有全三维特征，以这种技术为指导设计出的汽轮机显著提高了汽轮机热效率。哈汽、北重等厂采用全三维技术对国产100 MW机进行了多台改造，国内许多亚临界300 MW汽轮机都采用了三维流场动静叶片设计技术，另外，汽轮机页顶弹性齿汽封技术、梯形或高低型汽封齿技术等汽封结构创新能够明显降低漏气损失，对汽轮机调节级的弯扭联合成型、曲线子午页面型改造技术则很大程度上提高了调级效率，这些技术很好的降低了汽轮机流通部分的损失。除此之外，对汽轮机的进气系统的适当改造可以减少进气节流损失与气流激振，降低轴承温度。

　　由于汽轮机的结构比较复杂，改造时必须获采用比较成熟的技术方案并且得原厂认可。除了汽轮机本体以外，汽轮机的辅助系统的优化也可以降低热耗，比如在采用高效叶轮降提高水泵的效率，在逐级疏水系统中增加疏水冷却器、疏水泵的等热力设备，减少因为排挤低压抽汽造成的损失。根据相关研究，疏水泵的使用可以截流疏水达到混合式加热器的抽汽利用效果。

　　3 电机调速节能技术

　　火电厂采用的电机调速技术主要包括：变频调速、永磁调速、液力耦合器调速等方式，其中变频调速以其效率高、运行可靠、调速范围宽等优点广泛的应用在各种风机、凝结水泵中并取得了良好的应用效果。据统计，火电厂大型设备经变频改造后可减少20%的厂用电量，300 MW机组凝结水泵采用变频改造后节电率可达35%，但是由于变频改造会增加电厂热力系统的复杂度，影响电机的寿命，增加维修成本，所以进行改造前必须进行谨慎的研究，做好电气元件质量检查，共振转速区确定等工作。

　　4 锅炉余热深度利用技术

　　锅炉的设计排烟温度一般在120℃到140℃，一些燃用高硫煤或褐煤的电站排烟温度甚至可达160℃，通过排烟损失的热量约占锅炉各种热损失的一半，占整个电站全部输入燃料的3%-8%，根据相关研究，排烟温度降至70℃-90℃，供煤量可下降2-6g/kW·h，因此采用一定的技术回收锅炉烟气余热可以显著节约煤耗，提高电厂经济效益。目前广泛应用的烟气余热利用装置是低温省煤器，即安装在空气预热器出口尾部烟道内的换热器，低温省煤器可以利用锅炉排除的低温烟气加热汽轮机凝结水，进而节约汽轮机抽汽，提高机组效率，其作用效果与受热面积及安装位置有关。除此之外，某电厂通过安装在脱硫塔前的烟气冷却器以烟气余热节省汽轮机抽汽，陆万鹏等研究人员采用前置式液相空气预热器代替暖风机升高排烟温度，进一步优化低压省煤器系统，徐刚等研究人员提出在原有空气预热器前加装低温空气预热器，同时在两级空气预热器间布置低温省煤器，两级烟气和空气串联流动，从而以较高的烟气温度加热凝结水，节省较高级的汽轮机抽汽，实现节能效果。

　　5 结束语

　　能源短缺、环境污染是制约我国经济社会可持续发展的首要问题，火电厂作为能源消耗和污染排放大户，强化节能建设势在必行，电力工作者应该推进火电厂电热系统节能技术研究，提高煤炭利用率，减少污染物排放，切实为建设资源友好型、环境节约型社会贡献力量。

　　参考文献

　　[1]丁大圣.火电厂节能减排的必要性与对策分析[J].煤炭经济，2013（08）：107.

　　[2]刘亚昆，肖增弘.300 MW机组低压加热器疏水系统优化.沈阳工程学院学报[J].2013（07）：236-237.

　　[3]徐刚，许诚，杨永平，黄圣伟，张锴.电站锅炉余热深度利用及尾部受热面综合优化[J].中国电机工程学报，2013（05）：1-8.

（编辑：东北亚）

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