火力發(fā)電廠間接空冷系統(tǒng)余熱供熱方案研究

楊權(quán)鵬

摘 要 隨著人們生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)電的需求量在逐步增大。火力發(fā)電廠是目前我國(guó)電能生產(chǎn)的主要方式之一，在保障人們生產(chǎn)生活用電方面發(fā)揮了重要作用。由于火力發(fā)電廠電能生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)多個(gè)系統(tǒng)的共同作用才能完成電能生產(chǎn)，因此容易在電能生產(chǎn)過(guò)程中造成余熱的殘留和損失，不僅降低了電能生產(chǎn)效率，也容易造成環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞 間接空冷;集中供熱;余熱利用

引言

為有效貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排的發(fā)展理念，火力發(fā)電廠結(jié)合自身生產(chǎn)特點(diǎn)加大了對(duì)余熱回收利用的研究，以期能夠促進(jìn)發(fā)電廠綜合效益的提升。間接空冷系統(tǒng)是利用間冷塔內(nèi)外空氣對(duì)流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱能的回收利用，以此達(dá)到有效降低熱量損失的目的。加強(qiáng)對(duì)間接空冷系統(tǒng)余熱供熱方案的研究，不僅可有效提高熱能的利用效率，而且還可降低電能生產(chǎn)過(guò)程中有害物質(zhì)的排放，在提高電力生產(chǎn)效率的同時(shí)還達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的。

1間接空冷機(jī)組余熱供熱方式比較

1.1 濕冷機(jī)組余熱供熱方式

目前火力發(fā)電廠主要以凝氣發(fā)電方式為主，該發(fā)電方式需經(jīng)過(guò)多個(gè)復(fù)雜的環(huán)節(jié)完成發(fā)電任務(wù)，發(fā)電過(guò)程中每經(jīng)過(guò)一個(gè)環(huán)節(jié)就會(huì)殘留一部分余熱，整個(gè)過(guò)程熱損失率可達(dá)30%左右，所以實(shí)現(xiàn)對(duì)這部分余熱的回收再利用，加強(qiáng)對(duì)空冷系統(tǒng)余熱供熱方案的優(yōu)化選擇對(duì)實(shí)現(xiàn)電廠節(jié)能降耗目標(biāo)具有積極作用。凝氣濕冷機(jī)組是目前火力發(fā)電廠常用的余熱供熱方式，該方式因具有較低的設(shè)計(jì)背壓，不利于低壓缸排汽熱量的直接利用，因此在對(duì)余熱進(jìn)行回收利用時(shí)，需借助吸收式熱泵技術(shù)和高背壓供熱技術(shù)完成對(duì)余熱的供熱利用。吸收式熱泵供熱技術(shù)主要是利用機(jī)組抽汽為熱泵提供動(dòng)力使其高效運(yùn)轉(zhuǎn)，將循環(huán)水中的低位熱能進(jìn)行提取，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水的加熱以此完成對(duì)余熱的利用。高背壓供熱方式是將低壓缸排汽壓力升高，從而讓熱網(wǎng)循環(huán)水直接進(jìn)入凝汽器加熱。

1.2 直接空冷機(jī)組余熱供熱方式

直接空冷機(jī)組的低壓缸排汽要比濕冷機(jī)組利用方便，且機(jī)組設(shè)計(jì)背壓高，因此具有多種改造方式。結(jié)合火力發(fā)電廠凝汽機(jī)組的構(gòu)造特點(diǎn)和工作規(guī)律，改造方式也由單一的熱泵、單一的高背壓供熱方式升級(jí)到并聯(lián)高背壓+吸收式熱泵供熱方式，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐發(fā)展，目前高背壓+熱壓機(jī)供熱方式在火力發(fā)電廠得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)不斷的技術(shù)革新和完善提升，直接空冷機(jī)組供熱余熱技術(shù)取得了較大進(jìn)步。

1.3 間接空冷機(jī)組余熱供熱方式

間接空冷機(jī)組其凝汽系統(tǒng)的低壓缸排汽也不便直接利用，間冷機(jī)組余熱供熱方式少而單一，目前主要以吸收式熱泵供熱方式為主。間接空冷機(jī)組設(shè)計(jì)背壓較高，這就決定了供熱改造方式不可能通過(guò)更換汽輪機(jī)低壓缸轉(zhuǎn)子來(lái)完成。基于此，充分吸收直接空冷機(jī)組優(yōu)秀的改造經(jīng)驗(yàn)，并針對(duì)不同的運(yùn)行環(huán)境和不同的熱機(jī)類型進(jìn)行優(yōu)化改造，如對(duì)吸收式熱泵的汽輪機(jī)抽汽增加吸收式熱泵機(jī)組，從間冷循環(huán)水主管路中引出支路去熱泵，從而完成對(duì)循環(huán)水余熱的提取[1]。

2間接空冷系統(tǒng)余熱供熱方案研究

2.1 方案選擇考慮因素

選擇間接空冷系統(tǒng)余熱供熱方案時(shí)，要結(jié)合影響余熱供熱方案的影響因素進(jìn)行相應(yīng)的選擇。第一，外部熱網(wǎng)條件。外部熱網(wǎng)的供熱面積和回水溫度會(huì)直接影響到外部熱網(wǎng)的供熱條件，外部熱網(wǎng)的供熱面積與高背壓供熱效率成正比，供熱面積越大則余熱的回收利用率越高，有助于發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益;回水溫度低將更有利于余熱直接利用換熱器的使用。第二，機(jī)組自身情況。間接空冷系統(tǒng)各構(gòu)成組件的性能和質(zhì)量會(huì)影響到余熱供熱方案的選擇。低壓缸的形式和凝汽器的改造條件關(guān)系到整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率和質(zhì)量，雙背壓雙杠供熱方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)余熱供熱方案優(yōu)化;對(duì)凝汽器喉部抽汽的改造可為余熱供熱方案的選擇創(chuàng)造有利條件。

2.2 方案選擇流程

為確保余熱供熱方案達(dá)到理想目標(biāo)，可依據(jù)能量利用原則和節(jié)約成本的目的對(duì)幾種供熱方式綜合利用，從而達(dá)到提高整體供熱效率的目的。為有效降低冷源入口溫度與余熱源溫度之間的換熱溫差，在此區(qū)域可利用直接空冷機(jī)組供熱方式，隨著換熱溫差的加大，就需采用間接空冷機(jī)組供熱方式，由此達(dá)到對(duì)余熱的最大化利用。確定余熱供熱方案的第一步為供熱方式的判斷。依據(jù)發(fā)電廠整個(gè)供熱期間內(nèi)采用熱泵供熱方式與采用高背壓供熱方式時(shí)所減少的機(jī)組總發(fā)電量的值為依據(jù)來(lái)選擇供熱方式;第二步換熱方式的判斷;根據(jù)前置板式換熱器與主機(jī)凝汽器的使用條件與工作環(huán)境判斷，如對(duì)于熱網(wǎng)平均回水溫度Trw+5℃和采暖季間冷循環(huán)水平均回水溫度Txh在此范圍內(nèi)的可采用前置板式換熱器;第三步結(jié)合凝汽器喉部打孔抽汽條件對(duì)其是否適合采用外置凝汽器及熱壓機(jī)方式做出準(zhǔn)確判斷。

2.3 應(yīng)注意的問(wèn)題

間冷機(jī)組余熱供熱實(shí)際利用時(shí)對(duì)機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性，穩(wěn)定性等具有嚴(yán)格的要求，所以在對(duì)間冷機(jī)組供熱方式改造中需注意以下幾點(diǎn)：①基于間冷塔上塔水溫較低的特點(diǎn)，做好間冷塔的防凍問(wèn)題至關(guān)重要。對(duì)扇區(qū)旁路、百葉窗進(jìn)行優(yōu)化配置，并通過(guò)增加溫度測(cè)點(diǎn)等的方式來(lái)增強(qiáng)間冷塔的防凍能力。②在保證供熱的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能降低機(jī)組抽汽用量以此實(shí)現(xiàn)對(duì)各供熱方式出力的科學(xué)調(diào)控。③為有效維護(hù)機(jī)組高背壓的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，可通過(guò)采取優(yōu)化扇區(qū)旁路，百葉窗改造等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。

3結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)間接空冷系統(tǒng)的工作原理及生產(chǎn)特點(diǎn)制定相應(yīng)的余熱供熱方案，可以有效提高熱能的使用效率，同時(shí)也是國(guó)家節(jié)能減排發(fā)展理念的重要體現(xiàn)。在實(shí)際的余熱方案選擇時(shí)，要綜合考慮外部熱網(wǎng)條件及機(jī)組內(nèi)部各影響因素，嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)行業(yè)規(guī)范規(guī)范方案選擇流程，并且要立足火力發(fā)電廠實(shí)際，對(duì)間接空冷系統(tǒng)的余熱供熱方式比較分析，以此促進(jìn)火力發(fā)電廠長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張波，邢培杰.間接空冷機(jī)組高背壓雙溫區(qū)供熱系統(tǒng)分析[J].吉林電力，2016，（3）：1-5.

[2] 劉冬升，王文營(yíng).直接空冷機(jī)組高背壓供熱改造分析[J].河北電力技術(shù)，2016，（1）：48-50.