隨著國家《能源法》的頒布實施和世界能源的日益短缺,企業(yè)的節(jié)能工作顯得越來越重要了。一個熱電廠,廠內(nèi)的綜合熱效率僅為30%~40%,其它熱量白白損失掉了,而其中最大的就是凝汽器的冷源損失,約占總損失的60%。如何降低冷源損失,提高全廠熱效率、達(dá)到節(jié)能挖潛的目的,是目前急待解決的問題。某熱電廠是一個熱電聯(lián)產(chǎn),供熱為主的小型熱電廠,機(jī)組小、熱效率較低,2001年,采用汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供熱的方法取得了良好的效益和較為成功的經(jīng)驗,以下是詳細(xì)的情況介紹。
1循環(huán)水供熱的可行性分析
某熱電廠的機(jī)組配置為9爐6機(jī),總產(chǎn)汽能力為530 t/h,發(fā)電能力為36 MW。利用循環(huán)水供熱,需在抽凝機(jī)組中進(jìn)行。該廠共有3臺抽凝機(jī)組,其中一臺6 MW抽凝機(jī)組采用3臺玻璃鋼冷卻塔進(jìn)行冷卻,由于當(dāng)時設(shè)計位置的原因,積水池和冷卻面積偏小,冷卻效果本身就達(dá)不到設(shè)計要求,并且該廠所處的地區(qū)水質(zhì)硬度非常大,又位于街道邊上,運(yùn)行不久塔內(nèi)就會沉積大量的灰塵和泥垢,嚴(yán)重堵塞了填料的縫隙,致使水流不暢,必須用3臺風(fēng)機(jī)進(jìn)行連續(xù)不斷的強(qiáng)制通風(fēng),耗用大量的電能。盡管如此,通常循環(huán)水進(jìn)出口溫差也只有3~5 ℃。另外,由于積水池有限,塔內(nèi)沉積的泥土、雜質(zhì)等來不及沉淀就回到循環(huán)水中,這些泥垢在凝汽器銅管內(nèi)壁附著,致使銅管結(jié)垢,換熱效果差,排汽溫度升高(嚴(yán)重時高達(dá)60 ℃以上),形成換熱的惡性循環(huán)。為了解決此問題,該廠每年必須對凝汽器銅管和冷卻塔填料進(jìn)行清理,生產(chǎn)成本提高。如果使該機(jī)組利用循環(huán)水供熱,一是可以解決冷卻塔冷卻效果不良的問題;二是循環(huán)水采用較為潔凈的軟化水,防止了在凝汽器銅管內(nèi)壁結(jié)垢的問題;三是該機(jī)組本身的排汽溫度高,利用循環(huán)水供熱后排汽溫度相對其它機(jī)組提高得較少,對機(jī)組的影響小。因此,在該6 MW抽凝機(jī)組上實施改造是必要的。
1.16 MW抽凝機(jī)組的技術(shù)參數(shù)
型號:CN 6—35/9 型
生產(chǎn)廠家:杭州汽輪發(fā)電機(jī)廠
設(shè)計排汽溫度:36 ℃
設(shè)計排汽壓力:0.005 9 MPa
設(shè)計真空值:-0.094 MPa
循環(huán)水流量:1 400 t/h
熱網(wǎng)供水溫度:tg≈60 ℃供水焓值:hg=251.5kJ/kg
熱網(wǎng)回水溫度:th≈50 ℃回水焓值:hh=209.3kJ/kg
循環(huán)泵電機(jī):37 kW 3臺
冷卻塔風(fēng)機(jī):30 kW 3臺
1.2計算數(shù)據(jù)
降低凝汽器真空,提高循環(huán)水溫度后的計算數(shù)據(jù)見表1。
可以看出,如果將機(jī)組排汽溫度提高到70 ℃,機(jī)組的發(fā)電功率下降8.0%,就可將循環(huán)水溫加熱到60 ℃以上,盡管供水溫度不高,但采用低溫度大流量的方法,可滿足冬季采暖的需求。
1.3循環(huán)水供熱可帶采暖面積計算
石家莊市單位采暖面積所需熱量為0.064 kW/m2;循環(huán)水放出熱量為16 411kW;可供采暖面積為25.6 萬m2。
根據(jù)理論計算,此方案是可行的。
2機(jī)組及管網(wǎng)的安全性分析
由于機(jī)組提高排汽溫度,降低凝汽器真空,改變了機(jī)組的設(shè)計運(yùn)行參數(shù),勢必對機(jī)組造成一定的影響,為保障機(jī)組安全,解決了以下問題。
2.1凝汽器承壓問題
該廠所帶熱用戶處于平原地區(qū),循環(huán)水所需壓力不大,回水壓力一般在0.2 MPa。而凝汽器的承壓能力為0.6 MPa,是滿足的,但是為了預(yù)防熱網(wǎng)突然解列等特殊情況,還采取了以下措施。
a. 熱水循環(huán)泵取2臺,互為備用,互相聯(lián)鎖,保證熱網(wǎng)正常循環(huán)。
b. 在熱用戶回水管路上加裝安全閥,保證回水壓力不超過0.2 MPa。
c. 供熱循環(huán)水回路上安裝逆止閥。
2.2銅管結(jié)垢問題
雖然排汽溫度升高易引起銅管的結(jié)垢,但熱網(wǎng)循環(huán)水采用化學(xué)處理過的軟化水,硬度降低且回水管路有除污器,水的品質(zhì)有很大提高。相對于以前該機(jī)的循環(huán)水狀況來說,情況大大改善,結(jié)垢問題比以前減少。另外還定期用膠球清洗裝置對凝汽器進(jìn)行清洗。
2.3供熱循環(huán)水補(bǔ)充水問題
供熱循環(huán)水采用軟化水,需在交換站內(nèi)安裝一套軟化水處理裝置、1臺凝結(jié)水箱和2臺補(bǔ)水泵,專門用于循環(huán)水補(bǔ)水,補(bǔ)水泵采用變頻控制,以便控制補(bǔ)水壓力恒定。
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