火力發(fā)電廠鍋爐技能技術(shù)及其應(yīng)用.ppt

1、火力發(fā)電廠鍋爐 節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用,世衛(wèi)組織：空氣污染致全球每年200多萬人死亡 世界衛(wèi)生組織(WHO)公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，由于空氣污 染嚴(yán)重，部分國家及地區(qū)的空氣中所含懸浮微粒超過標(biāo)準(zhǔn)值 15倍，以致全球每年死于空氣污染者達200余萬人。PM10微 粒為等于或小于10微米的微粒，能滲入肺部及血液循環(huán)，引 發(fā)心臟病、肺癌、哮喘和急性下呼吸道感染。WHO明確制定 的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中PM10的年平均值須合乎每年20微克，立 方米，但某些城市的PM10已達N3oo微克立方米。許多城市 區(qū)域的空氣中所含懸浮微粒日益增加，發(fā)電廠和機車等排放 的氣體，是空氣中懸浮微粒含量增加的主因。WHO針對空氣 質(zhì)量展

2、開的調(diào)查，涵蓋全球91個國家約1 100座城市，包括各 國首都以及人口超過10萬以上的城市。廢氣煙塵、工廠煙霧 或發(fā)電廠燒煤而產(chǎn)生的煤煙，往往使城市空氣變得污濁。許 多國家沒有空氣質(zhì)量規(guī)制，即使有的話，各國標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行情 況也大不同。如果可對環(huán)境進行適當(dāng)監(jiān)測和管理，罹患呼吸 系統(tǒng)疾病、心臟病及肺癌的人數(shù)將能夠大幅降低。,現(xiàn)階段中國發(fā)電廠主要以火力發(fā)電為主，每年都消耗大量的煤炭資源，同時其排出的大量CO2、SO2、SO3、粉塵等大氣污染物給周圍環(huán)境造成較大的污染。因此，在火力發(fā)電廠的設(shè)計中大量采用節(jié)能設(shè)計技術(shù)，提高能源的利用率，降低對周圍環(huán)境的影響就顯得極為重要，并且符合國家節(jié)能減排政策。,機組主

3、要能耗分析 目前，我國百萬火力發(fā)電機組煤耗偏高主要有以下幾個原因： 1、機組缺乏設(shè)計優(yōu)化 由于我國對于超超臨界機組的認(rèn)識存在許多，尚處于摸索階段，以及部分火電工程工期較短等因素，使得機組的設(shè)計存在種種缺陷，各個系統(tǒng)、設(shè)備之間“各自為戰(zhàn)”，沒有達到最佳的整體平衡。 2、負(fù)荷率以及機組利用率偏低 因國家經(jīng)濟發(fā)展減速，以及電網(wǎng)調(diào)度方式陳舊等因素影響，許多大型火力發(fā)電機組要參與深度調(diào)峰，平均負(fù)荷率較低，這嚴(yán)重影響了機組的經(jīng)濟性。 3、鍋爐燃用煤種嚴(yán)重偏離設(shè)計值 由于我國煤炭運力不足，電煤關(guān)系沒有理順，以及出于經(jīng)濟等方面的考慮，煤質(zhì)難以保證，使得鍋爐各受熱面換熱狀況嚴(yán)重偏離設(shè)計值，鍋爐熱效率偏低。,4、

4、廠用電率過高 廠用電率對機組能耗影響很大，通過控制機組廠用電率來降低機組能耗指標(biāo)也是我們節(jié)能降耗工作的一個重要內(nèi)容之一，造成廠用電率過高的因素有三點：一是部分輔機設(shè)計和選型容量偏大，造成實際的耗電率偏高；二是部分輔機運行性能較差（存在缺陷、性能下降、未運行在高效率工作區(qū)間）；三是輔機運行方式未優(yōu)化。 5、熱力系統(tǒng)存在泄漏點 實踐中熱力系統(tǒng)泄漏量大也是導(dǎo)致機組能耗高的一個重要原因。尤其是高溫高壓熱力系統(tǒng)的閥門泄漏對機組能耗影響更大，需要倍加注意。 6、回?zé)嵯到y(tǒng)存在問題 回?zé)嵯到y(tǒng)由于設(shè)備不盡完善，高、低壓加熱器運行水位不正常，不凝結(jié)氣體漏入等因素，導(dǎo)致加熱器上、下端差增大，溫升過高，影響機組效率。

5、,7、汽輪機缸效率偏低 由于機組負(fù)荷較低、以及頻繁參與調(diào)峰的影響，機組的實際缸效率與其設(shè)計值存在較大的差距，這也是造成機組熱耗率與其設(shè)計值有較大偏差的原因。 8、其他 實際運行中發(fā)現(xiàn)，機組效率的提高除了初參數(shù)的因素外，還有其它許多方面的因素，如：較低的鍋爐排煙溫度；高效率的主、輔機設(shè)備；煤的良好燃燒；較高的給水溫度；較低的凝汽器壓力；較低的系統(tǒng)壓損；蒸汽再熱級數(shù)的選擇等。,鍋爐節(jié)能技術(shù)應(yīng)用 1 、提高鍋爐熱效率 大部分火力發(fā)電廠的鍋爐由于燃燒調(diào)整并不科學(xué)合理，燃燒的比率也沒有得到有效調(diào)整與優(yōu)化，故而燃燒不充分，嚴(yán)重影響了鍋爐的使用效率。因此，在鍋爐節(jié)能降耗過程中必須對鍋爐的燃燒進行有效調(diào)整，合

6、理安排風(fēng)量的配比，從而使鍋爐處于最理想的運行狀態(tài)。為了可以讓鍋爐充分燃燒，不僅需要對燃燒進行調(diào)整，還必須強化對風(fēng)量的科學(xué)配比工作，調(diào)整出科學(xué)的過?？諝庀禂?shù)，從而使得燃燒更加充分?？諝庀禂?shù)愈大，排煙所損耗的熱損失就愈大。對于煤粉顆粒而言，空氣系數(shù)過大會使其在燃燒中無法與空氣充分混和。這是因為空氣系數(shù)愈大，氣流傳遞的速度也就愈高，從而導(dǎo)致煤粉在爐內(nèi)停留時間不夠，燃燒時間不足，這會使得不完全燃燒的比值升高。因此，科學(xué)地調(diào)整空氣系數(shù)能夠有效降低能源損失。,具體的調(diào)整方法如下：在鍋爐的正常運行過程中，一旦增加負(fù)荷，必須適當(dāng)加大風(fēng)量，從而使得燃料量的比值低于風(fēng)量的調(diào)整比值，再逐步加大燃燒量。在負(fù)荷降低時，

7、適當(dāng)減小風(fēng)量，從而使得燃料量的比值超過風(fēng)量的調(diào)整比值，再逐步減少燃燒量。同時，燃料量所要求的空氣量比率升高，對爐膛溫度會產(chǎn)生非常直接的影響，造成鍋爐無法完全燃燒，使其熱效率下降，這就會對火力發(fā)電廠節(jié)能降耗工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，對鍋爐的燃燒實施合理調(diào)整和優(yōu)化，能使鍋爐的能源損耗進一步降低。在鍋爐運行的時候必須對鍋爐的受熱面實施吹灰。鍋爐的能耗中損失最大的一項是熱損失，其占所有能耗損失的比率高達36%。并且，在運行當(dāng)中鍋爐排煙的溫度愈高，則排煙所產(chǎn)生的熱損失也就愈大。所以，必須對鍋爐的受熱面部分經(jīng)常加以清理，盡可能減少受熱面上的積塵以及積渣，以免積塵、積渣太多，受熱面的傳熱能力因此有所降低，從

8、而導(dǎo)致排煙溫度升高，加大能量的損耗。,2 、有效降低熱耗率 熱耗率是指發(fā)電機組每產(chǎn)生一度電所消耗的熱量 機組熱耗率=（主汽流量X 主汽焓值-抽汽流量x 抽汽值-凝結(jié)水量x 凝結(jié)水焓值）/發(fā)電量。,從公式中可以看出熱耗率與抽氣流量以及凝結(jié)水關(guān)系密切。熱耗率是衡量火力發(fā)電廠運行效率的一項重要指標(biāo)，在機組穩(wěn)定運行的狀態(tài)下，穩(wěn)步降低該參數(shù)是電廠一項長久工作。該參數(shù)與凝汽器有著直接的關(guān)系，而凝汽器與循環(huán)水和射水系統(tǒng)關(guān)系密切。提高循環(huán)水的水質(zhì)合格率從而降低凝汽器的結(jié)垢和管束的泄漏次數(shù)提高機組的真空是關(guān)鍵。另外，射水抽氣器是通過抽吸凝汽器的未凝結(jié)氣體來保持真空的，電廠普遍采用循環(huán)水作為介質(zhì)，但是由于循環(huán)水容

9、易在管路內(nèi)結(jié)垢，而且很難清除，要保持同樣的真空，射水器必須增大射水流量，不僅浪費了電能，而且效果不一定明顯。如果采用除鹽水作為介質(zhì)，在條件允許的情況下將水送入除氧器中，這樣不僅大大降低管路的結(jié)垢幾率而且利用熱量加熱除鹽水，一舉兩得。,3 、合理利用乏汽及汽動設(shè)備,乏汽是過熱蒸汽做完功后從汽輪機排出的蒸汽，如何有效利用乏汽也是電廠節(jié)能的重要措施。在循環(huán)流化床鍋爐中，乏汽用來對鍋爐水進行預(yù)加熱，提高鍋爐水溫度。但現(xiàn)實運行過程中，高加（鍋爐水預(yù)加熱系統(tǒng)）投入率在60%-80%之間有的甚至更低。保證高加的投入率在95%以上，將大大提高電廠的熱效率。另外，一些電廠采用乏汽進行供暖，但供暖后的蒸汽無法進行

10、回收，不僅降低了蒸汽的利用率而且浪費了大量的水資源。利用汽動泵代替電動泵也是節(jié)能的重大措施，一些電廠由于安全穩(wěn)定性的考慮以及對氣動泵的認(rèn)識方面不足的原因，將氣動泵作為備用泵使用而不是作為給水裝置是一個誤區(qū)，使用氣動泵代替電動泵經(jīng)過計算在同等條件下可以節(jié)能20%，節(jié)能效果顯著。,4 、鍋爐節(jié)能點火技術(shù)等離子點火技術(shù),電站鍋爐采用的節(jié)能點火技術(shù)主要包括兩大類：少油量氣化燃燒直接點火技術(shù)及無油直接點火技術(shù)，前者包括小油槍點火、微油點火，后者主要包括等離子點火技術(shù)和高溫空氣無油點火技術(shù)。,等離子點火技術(shù)：等離子燃燒裝置主要由等離子發(fā)生器、直流電源系統(tǒng)、點火燃燒器、控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。 設(shè)定

11、電源的工作輸出電流，電源按設(shè)定的工作電流工作，系統(tǒng)處在短路狀態(tài)，當(dāng)輸出電流達到工作電流后，直線電機推動陰極緩慢離開陽極，在陰極離開陽極的瞬間即產(chǎn)生電弧，電弧在線圈磁場的作用下被拉出噴管外部，壓縮空氣在電弧的作用下，被電離為具有穩(wěn)定功率的高溫等離子體，該等離子體在專門設(shè)計的燃燒筒中形成溫度大于5000K、溫度梯度極大的局部高溫區(qū)，其能量密度高達105。106Wcm2，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，并在110-3s內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)性易燃物，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。,等離子點火技術(shù)：等離子燃燒裝置主要由等離子發(fā)生器、直流電源系統(tǒng)、點火燃燒器、控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。

12、原理：先設(shè)定電源的工作輸出電流，電源按設(shè)定的工作電流工作，系統(tǒng)處在短路狀態(tài)，當(dāng)輸出電流達到工作電流后，直線電機推動陰極緩慢離開陽極，在陰極離開陽極的瞬間即產(chǎn)生電弧，電弧在線圈磁場的作用下被拉出噴管外部，壓縮空氣在電弧的作用下，被電離為具有穩(wěn)定功率的高溫等離子體，該等離子體在專門設(shè)計的燃燒筒中形成溫度大于5000K、溫度梯度極大的局部高溫區(qū)，其能量密度高達105。106Wcm2，煤粉顆粒通過該等離子“火核”受到高溫作用，并在110-3s內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)性易燃物，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。,存在問題：點火需大功率變壓器和放電電極，使得變壓器很龐大，需要另設(shè)冷卻系統(tǒng)；當(dāng)點火器數(shù)目較多時，切

13、換極為不便，需另外增加設(shè)備，從而使投資加大。此外，電極容易老化，點火燃燒器的使用壽命短，陰極平均壽命僅為35h，陽極壽命不足200h；對保證連續(xù)引弧所需滿足的條件苛刻，陽極易受煤粉污染，另外，結(jié)焦問題也難以完全避免；鍋爐冷天啟動前期燃燒效率較低。,改進措施：1）在冷態(tài)和溫態(tài)啟動時分別采用最佳的一次風(fēng)速并適當(dāng)增大二次風(fēng)量，這樣能防止燃燒器結(jié)焦，增強燃燒的穩(wěn)定性。 2）為消除燃燒室結(jié)焦，割除一級燃燒室和過渡筒的中隔板，在風(fēng)筒下部安裝排渣器，自動排出煤灰固后形成的焦渣，提高點火的可靠性。,5、鍋爐排污水余熱回收利用技術(shù) 對于火力發(fā)電廠而言，通常其鍋爐排污率都不高，一般為25。鍋爐連續(xù)排污不僅帶來工質(zhì)

14、損失，而且還伴隨著熱量損失，鍋爐連續(xù)排污的熱水具有較高的壓力和溫度，是一種較高級的單熱資源，應(yīng)充分加以利用。通常在熱力系統(tǒng)設(shè)計中都有排污擴容器利用系統(tǒng)。利用連續(xù)排污擴容器擴容蒸發(fā)回收部分工質(zhì)和熱量，達到提高熱經(jīng)濟性，節(jié)約能源的目的。但擴容蒸發(fā)后的污水仍具有一定的溫度，通常在設(shè)計沒有考慮加以利用，白白流掉，不僅失去了能量，也帶來了污染。該部分能量利用方法是加裝一個排污水冷卻器，采用化學(xué)補充水吸收其熱量，進一步利用其廢熱資源，最大限度地提高系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性。,結(jié) 語 地球孕育了人類，人類也在不斷地改造地球。但是在現(xiàn)如今，很多時候人類只是注重索取，而忘記了給予。如果現(xiàn)在不加以考慮對策，未來人類就沒有出路，總有一天能源會被我們用盡，人類就無法生存。 所以，國家相關(guān)部門或行業(yè)內(nèi)需要對電廠建