| 标题 | 基于节能环保理念的火电厂热机设备选型优化 |
| 范文 | 王玮平 摘 要：当前由于环境污染和能源紧张等问题愈加突出，全社会的电力消耗量增大，这就需要以节能环保理念为基础，优化热机设备的选型，提高热机设备的效率与环保性能，实现良好的社会经济效益。本文就对基于节能环保理念的火电厂热机设备选型优化进行分析和探究。 关键词：节能环保理念；火电厂；热机设备；选型优化 中图分类号：TM621 文献标志码：A 在电力市场迅猛发展的背景下，对火力发电机组运行的环保性、经济性、安全性等提出了更高的要求，大容量、高参数、高效率的机组在电力建设中占据着越来越大的比例。现阶段，如何做好大容量机组的节能环保与优化选型工作，使其与环保要求相符，已经成为火电厂增强核心竞争力、节能增效的迫切需求，直接影响着机组投产后的发电能耗水平。 1 汽轮机主设备的选型优化 汽轮机主设备的选型优化表现在诸多方面，如：中、低压汽缸参数的确定；机型选型的精准化；结构性能条件的优化；调节方式的比选等，所以火电厂需要做好基础管理工作。同时在技术人员管理层面，必须要从小指标考核、能耗分析等方面进行管理与考核，及时整改和调节运行参数，促进发电过程中机组效率的提升。当然在汽轮机主设备的选型优化过程中，必须要注意如下几点： ①在确定汽轮机铭牌出力过程中，可以采用指定汽轮机末级叶片尺寸、额定背压等方式，通过恰当选择参数，用环保的模式和手段实现设备选型的优化目标，促进汽轮机铭牌出力的提升。 ②优化调试结构性能时，应该在节流和喷嘴调节等角度进行优化创新，选择科学合理的调节方式，实现结构性能的优化目标。 ③在选择调节方式方面，可以通过降低阀门节流损失、调节速度等方式，找准平衡点，加强专门的冷却保护措施，确保设备的安全稳定运行。 ④要想保证设备汽轮机主设备机型的精准化，应该以高压缸的结构形态为依据，对形变漏气危险进行清晰预测，避免因温度、内部压力等参数变化而产生的运行风险，更好地应对不同压力和温度环境带来的变化。 1.1 主要辅助设备的选型优化 对于主要辅助设备而言，其选型优化涉及复杂而烦琐的内容，包括除尘设备、引风机、磨煤机、高/低压加热器、凝汽器等，也涵盖各环节的优化操作，因此在设备选型优化过程中，需要注意如下问题： 第一，除尘设备方面。随着环保理念的发展，对烟尘排放的要求越来越严格，传统的除尘器已经无法满足要求，这就需要选择新型环保节能的除尘设备，如布袋除尘器、电除尘器、移动电极、新型电源等。提高除尘效率的有效路径之一就是降低电除尘器入口烟气温度，以低温电除尘器技术为例，利用水作热媒借助热交换器降温，然后通过热水加热排放脱硫后的烟气，实现预期的效果。 第二，引风机方面。引风机的设置能有效克服脱硫、脱硝系统和锅炉的烟气阻力，并且该系统具有运行电耗低、投资少、调节性好、可靠性高、配置简单等优势，逐渐发展为火电厂建设的首选。很多引风机都是采用电动+静叶可调，低负荷时的运行效率低。将其改为汽动变速调节，有利于促进引风机低负荷效率的提升。当然要想确保系统布置的简单，在条件许可下可直接从锅炉中抽取引风机汽源，排汽可直接引至除氧器或蒸汽回系统，而小汽机可选择背压式，避免设置循环水管道和凝汽器。 第三，磨煤机方面。根据煤种特性选择数量不同的进出口，尽量减少机电设备的耗能；或者是从市场化的采购因素出发，恰当选择磨煤机。当前大型锅炉配套使用的磨煤机包括双进双出干球磨煤机（煤种适应性最好、电耗高）、MPS型磨煤机（煤种适应性较好、电耗高）、HP型磨煤机（煤种适应性差、电耗低）等；一般可磨性差时选择双进双出磨煤机，市场化采购因素多且煤源不稳定时选择MPS型磨煤机，可磨性较好且煤稳定时选择HP型磨煤机。 第四，高/低壓加热器和凝汽器方面。要想高效利用抽气的过热度，需要恰当设置蒸汽冷却器，注重回热效率和给水温度，尤其是给水内的饱和欠焓，以避免锅炉省煤器出现沸腾现象。此外，凝汽器的排管方式和种类的选择需要专业技术人员进行研究，要注重循环水流量、凝汽器面积等指标，科学选择排管方式，保证凝汽器换热管的传热效率。实际上，不同的厂家在凝汽器排管方式上有所不同，有时传热效率相差较大，这就需要在设备选型时研究不同的排管方式，降低投运后凝结水过冷度和凝汽器端差。 2 锅炉设备的选型优化 首先，选择恰当的排烟温度。选择排烟温度时，应该综合考虑各项指标，如锅炉工作效率、金属消耗量、空气预热器低温腐蚀效应等，精准分析温度的影响；若排烟温度下降10℃，锅炉的运行效率会提升0.5%。现阶段，随着电力行业的快速发展，节能理念越来越深入人心，排烟温度的下降已成为重要发展态势。虽然排烟温度的降低可能会腐蚀发电环节的下游设备，但在主动降低排烟温度的同时，通过优化空气预热器和烟囱防腐层的材料选择，可有效防止冷凝酸雾对设备的影响。可以说，采取科学的方式来降低排烟温度，不仅不会腐蚀设备，还会有效地提高锅炉效率，降低机组单位发电煤耗。 其次，优化选取锅炉型号。目前我国高参数锅炉按锅炉的燃烧方法和燃烧器的布置，细分为对冲旋流燃烧模式、塔式切圆燃烧模式、多重分级燃烧模式。其中塔式切圆燃烧模式在具体的应用中能避免烟温差效应的影响，拥有较高的可靠性，内部空气动力场的结构相对简单，但该模式在燃烧中会造成过分依赖于单个燃烧器而影响运行，继而对其内部空气动力场的混合强度进行抑制。 针对这种情况，锅炉规模会趋向于大型化，提高单个燃烧器的热负荷，科学控制锅炉整体燃烧强度。同时塔式切圆燃烧模式会在燃烧室上面布置锅炉的受热面，对U型管疏水不通的问题以及烟气拐角问题进行消除，并且在燃烧强度较高的前提下，能有效控制与调节烟温差。通常将塔式切圆锅炉的布置形式应用于风扇磨煤机燃烧锅炉时，适用性较强，该模式已经被广泛应用在欧洲国家。另外，切圆燃烧模式具有强大的空气动力场混合性能，在实际运用中能增强锅炉的燃烧效率，加快废气排放的速度，然而该模式的控制组织运行难度较大，具体操作中可能出现偏差，引发烟温差现象。当然设计壁温过程中，高参数锅炉采用的材料在余量方面较小，因此采用切圆燃烧模式时可能会影响烟温差的控制工作。 最后，优化设计炉水启动循环泵系统。当前很多超临界锅炉都配备有启动循环泵系统，旨在启动锅炉时回收热量与工质，使启动的速度加快，但系统配置往往会带来诸多问题，如：在进口设备方面的供货不及时，循环泵系统未到货而新建机组已面临投产；循环泵运行维护相对麻烦，修理费用和故障率较高；投资大且系统复杂。为解决这些问题，可以将汽机和锅炉作为整体，即将启动循环泵系统取消，借助原疏水扩容系统的疏水泵，将疏水排入除氧器，从而回收大部分的热量与工质。 结语 随着电力市场的迅猛发展，火电厂发电机组运行中对生态环保、经济安全的控制提出了更高的要求，许多大容量、高参数和高运转效率的机组被广泛用于火电厂中，逐步发展为火电厂的主力机组架构，所以优化火电厂热机设备选型至关重要。当前环保节能理念与可持续发展理念深入人心，在火电厂热机设备选型方面，人们开始意识到节能环保的重要性，以节能环保为基础，从汽轮机主设备、主要辅助设备、锅炉设备等方面优化设备选型，进而降低能量的损失，避免破坏生态环境，提高火电厂的能效水平，实现良性发展。 参考文献 [1]姜东升.基于节能环保的大型火电厂热机设备选型优化[J].电力建设，2013，34（10）：81-85. [2]安素琴.考虑节能环保的火电厂热机设备选型[J].低碳世界，2017（3）：51-52. |
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