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燃煤机组节能技术研究

2018-08-22 08:44 来源:节能技术论文 有人参与在线咨询
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摘要】针对当前我国火电站燃煤机组的高耗高排问题,为有效提升我国火电站燃煤机组的节能性,论文首先介绍了我国火电站燃煤机组进行节能减排的必要性,继而详细分析了相变换热器节能技术、在线实时监测粉料流量技术2种可在燃煤机组节能减排上充分应用的节能技术。

关键词】节能技术;燃煤机组;相变换热器;在线实时监测

1燃煤机组节能减排的紧迫性

随着我国社会经济的大力发展,对电力需求的不断提升,依托我国自身所具备的煤炭资源优势,燃煤火电站得到了巨大的发展。虽然从2014年起我国开始强调绿色经济,但是燃煤火电站装机容量的增加趋势并不会直接停止,预期会到2020年左右到达顶峰。另一方面,随着我国环境问题的不断恶化,从民间到政府层面都提升了对绿色经济、生态环保方面的重视程度,并提出了2020年单位碳排放强度较之2005年降低45%的目标[1]。

2相变换热器节能技术

2.1相变换热器运作原理

相变换热器又被称作复合相变换热器,和一般的技能技术不同,其首次在理论层面将换热器最低金属壁面温度定义为“第一设计要素”,并提出了将腐蚀、烟气低温结露置于可控可调状态的概念。在相变换热器节能技术中,其核心理念为“相变”和“复合”,通过在燃煤机组中设置“相变换热器”,借助于优化设计,继而实现在燃煤机组的运作过程中对烟气低温余热进行回收。相变换热器节能技术核心部件为“相变段”,通过其可以将原先热管换热器中彼此独立的部分,转化为一个相互关联的整体,并充分利用气体和液体之间的转变,实现液化潜热和汽化潜热之间的高效传热,达到回收烟气低温余热的效果,继而将这些回收的余热投入到机组发电中,起到燃煤电站机组节能的目的。具体运作过程为,在相变换热器的相变下段,烟气是主要的放热物质,传热媒介水是吸热物质,而在相变中水是处于密闭环境下的,因此,在相变下段,烟向水传播的热会进一步转化为水的气化热量,而在一定的气压下,汽化后的水会经过水器分离器而回到受热段,并再次放出热量变为水回到下端再汽化,周而复始,完成热量从低端传向高端,从排烟传到机组的效果。

2.2相变换热器节能技术应用效果

以某一实际燃煤电厂为例,其在2015年末正式开始将相变换热器节能技术应用于自身的发电机组中,2014—2015年与2015—2016年的燃煤机组锅炉的排放平均温度如表1所示。从表1数据显示可知,该燃煤电厂在2015年末将相变换热器节能技术引进后,电厂内的5个机组均呈现十分明显的排烟平均温度的降低,其中最高的降幅达到87℃,最低也有59℃。通过相变换热器节能技术的应用,有效将大量排烟中的热量进行回收,继而保持机组金属受热面的温度一直处于一个较好的水平下,远离酸漏点的腐蚀。一方面有效提升了燃煤机组的能源利用效率,另一方面也降低了机组的被损害性。

3在线实时监测粉料流量技术

3.1在线实时监测粉料流量技术原理

在燃煤电厂机组的运作过程中造成能源污染的部件很多,其中煤粉制备系统便是造成燃煤电站原料浪费的一个重要部分。在传统的燃煤电站煤粉制备系统中,磨煤机只承担磨煤的任务,但是在煤粉的粗细度和通入流量的控制上,则严重不足,粒度过粗的颗粒会因为通风量的控制,被送回到磨煤机进行再磨制,但是相应的通风量却不能再回到磨煤机中。当燃煤电站燃烧煤的煤质很差时,通风量和回粉量都会很大,继而便会造成一些过粗的煤粉被反复磨制,最后造成巨大的电能浪费。在线实时监测粉料流量技术则是在燃煤电站磨煤系统的粗粉分离器的回粉管道上,设计一套在线实时监测粉料流量系统,继而在燃煤机组的运作过程中,实时对磨煤系统中粗粉分离器的粗粉损失流量及累积流量进行统计,算出粗粉分离器的循环倍率K,其计算公式如下:K=B/A=C/A+1式中,A为粗粉分离器出口处的煤粉量;B为进口处的煤粉量;C为粗粉分离器的回粉量。然后在满足燃煤机组的通风量最低要求背景下,对通风量进行调整使粗粉分离器处的循环倍率最大限度接近1,进而即可实现使用最佳的通风量进行煤粉的输送,避免浪费过多的电能,起到降低排烟热损失、减少排放量和提高机组燃烧效率的作用。

3.2在线实时监测粉料流量技术应用效果

以某300MW燃煤电厂为例,其原有的磨煤系统中设计中,为尽可能满足燃煤机组的需要,继而排粉风机的型号选择偏大,存在着大马拉小车的问题,因此,存在着十分严重的电能浪费的问题。该燃煤电站在采用在线实时监测粉料流量技术后,在机组的运作中可实时测出最适宜的粗粉分离器的循环倍率,继而进行排粉风机的功率调节。该燃煤电厂一共具有2套锅炉,在使用在线实时监测粉料流量技术后,经过初步的简单估算,仅仅在耗电量的节约上,其中每年每台机组可剩下的电量为2.24GW•h,将其折合为标准煤达到600t,换算为二氧化碳的排放量达到1150t。此外,在降低排烟热损失、提高机组燃烧效率方面也起到了十分显著的效果,说明在线实时监测粉料流量技术具有切实的燃煤机组节能作用。

4结语

综上所述,面对我国大力发展绿色经济和低碳经济的宏观背景,对于我国数量众多的燃煤火电站而言,要保障自身在新时期还能继续生存下去,其关键在于降低自身的能耗和排放。

【参考文献】

【1】赵世飞,徐钢,王春兰,等.一种普适性电厂节能技术:原煤低温预干燥[J].动力工程学报,2016,36(6):486-492.

作者:王森 王桂林 边疆 周义刚 薛泽海 单位:国网天津市电力公司电力科学研究院 天津市电力科技发展有限公司

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