火力发电厂锅炉技能技术及其应用.ppt

火力发电厂锅炉 节能技术及其应用,世卫组织：空气污染致全球每年200多万人死亡 世界卫生组织(WHO)公布的统计数据显示，由于空气污 染严重，部分国家及地区的空气中所含悬浮微粒超过标准值 15倍，以致全球每年死于空气污染者达200余万人。PM10微 粒为等于或小于10微米的微粒，能渗入肺部及血液循环，引 发心脏病、肺癌、哮喘和急性下呼吸道感染。WHO明确制定 的空气质量标准，其中PM10的年平均值须合乎每年20微克，立 方米，但某些城市的PM10已达N3oo微克立方米。许多城市 区域的空气中所含悬浮微粒日益增加，发电厂和机车等排放 的气体，是空气中悬浮微粒含量增加的主因。WHO针对空气 质量展开的调查，涵盖全球91个国家约1 100座城市，包括各 国首都以及人口超过10万以上的城市。废气烟尘、工厂烟雾 或发电厂烧煤而产生的煤烟，往往使城市空气变得污浊。许 多国家没有空气质量规制，即使有的话，各国标准和执行情 况也大不同。如果可对环境进行适当监测和管理，罹患呼吸 系统疾病、心脏病及肺癌的人数将能够大幅降低。,现阶段中国发电厂主要以火力发电为主，每年都消耗大量的煤炭资源，同时其排出的大量CO2、SO2、SO3、粉尘等大气污染物给周围环境造成较大的污染。因此，在火力发电厂的设计中大量采用节能设计技术，提高能源的利用率，降低对周围环境的影响就显得极为重要，并且符合国家节能减排政策。,机组主要能耗分析 目前，我国百万火力发电机组煤耗偏高主要有以下几个原因： 1、机组缺乏设计优化 由于我国对于超超临界机组的认识存在许多，尚处于摸索阶段，以及部分火电工程工期较短等因素，使得机组的设计存在种种缺陷，各个系统、设备之间“各自为战”，没有达到最佳的整体平衡。 2、负荷率以及机组利用率偏低 因国家经济发展减速，以及电网调度方式陈旧等因素影响，许多大型火力发电机组要参与深度调峰，平均负荷率较低，这严重影响了机组的经济性。 3、锅炉燃用煤种严重偏离设计值 由于我国煤炭运力不足，电煤关系没有理顺，以及出于经济等方面的考虑，煤质难以保证，使得锅炉各受热面换热状况严重偏离设计值，锅炉热效率偏低。,4、厂用电率过高 厂用电率对机组能耗影响很大，通过控制机组厂用电率来降低机组能耗指标也是我们节能降耗工作的一个重要内容之一，造成厂用电率过高的因素有三点：一是部分辅机设计和选型容量偏大，造成实际的耗电率偏高；二是部分辅机运行性能较差（存在缺陷、性能下降、未运行在高效率工作区间）；三是辅机运行方式未优化。 5、热力系统存在泄漏点 实践中热力系统泄漏量大也是导致机组能耗高的一个重要原因。尤其是高温高压热力系统的阀门泄漏对机组能耗影响更大，需要倍加注意。 6、回热系统存在问题 回热系统由于设备不尽完善，高、低压加热器运行水位不正常，不凝结气体漏入等因素，导致加热器上、下端差增大，温升过高，影响机组效率。,7、汽轮机缸效率偏低 由于机组负荷较低、以及频繁参与调峰的影响，机组的实际缸效率与其设计值存在较大的差距，这也是造成机组热耗率与其设计值有较大偏差的原因。 8、其他 实际运行中发现，机组效率的提高除了初参数的因素外，还有其它许多方面的因素，如：较低的锅炉排烟温度；高效率的主、辅机设备；煤的良好燃烧；较高的给水温度；较低的凝汽器压力；较低的系统压损；蒸汽再热级数的选择等。,锅炉节能技术应用 1 、提高锅炉热效率 大部分火力发电厂的锅炉由于燃烧调整并不科学合理，燃烧的比率也没有得到有效调整与优化，故而燃烧不充分，严重影响了锅炉的使用效率。因此，在锅炉节能降耗过程中必须对锅炉的燃烧进行有效调整，合理安排风量的配比，从而使锅炉处于最理想的运行状态。为了可以让锅炉充分燃烧，不仅需要对燃烧进行调整，还必须强化对风量的科学配比工作，调整出科学的过剩空气系数，从而使得燃烧更加充分。空气系数愈大，排烟所损耗的热损失就愈大。对于煤粉颗粒而言，空气系数过大会使其在燃烧中无法与空气充分混和。这是因为空气系数愈大，气流传递的速度也就愈高，从而导致煤粉在炉内停留时间不够，燃烧时间不足，这会使得不完全燃烧的比值升高。因此，科学地调整空气系数能够有效降低能源损失。,具体的调整方法如下：在锅炉的正常运行过程中，一旦增加负荷，必须适当加大风量，从而使得燃料量的比值低于风量的调整比值，再逐步加大燃烧量。在负荷降低时，适当减小风量，从而使得燃料量的比值超过风量的调整比值，再逐步减少燃烧量。同时，燃料量所要求的空气量比率升高，对炉膛温度会产生非常直接的影响，造成锅炉无法完全燃烧，使其热效率下降，这就会对火力发电厂节能降耗工作产生严重的影响。因此，对锅炉的燃烧实施合理调整和优化，能使锅炉的能源损耗进一步降低。在锅炉运行的时候必须对锅炉的受热面实施吹灰。锅炉的能耗中损失最大的一项是热损失，其占所有能耗损失的比率高达36%。并且，在运行当中锅炉排烟的温度愈高，则排烟所产生的热损失也就愈大。所以，必须对锅炉的受热面部分经常加以清理，尽可能减少受热面上的积尘以及积渣，以免积尘、积渣太多，受热面的传热能力因此有所降低，从而导致排烟温度升高，加大能量的损耗。,2 、有效降低热耗率 热耗率是指发电机组每产生一度电所消耗的热量 机组热耗率=（主汽流量X 主汽焓值-抽汽流量x 抽汽值-凝结水量x 凝结水焓值）/发电量。,从公式中可以看出热耗率与抽气流量以及凝结水关系密切。热耗率是衡量火力发电厂运行效率的一项重要指标，在机组稳定运行的状态下，稳步降低该参数是电厂一项长久工作。该参数与凝汽器有着直接的关系，而凝汽器与循环水和射水系统关系密切。提高循环水的水质合格率从而降低凝汽器的结垢和管束的泄漏次数提高机组的真空是关键。另外，射水抽气器是通过抽吸凝汽器的未凝结气体来保持真空的，电厂普遍采用循环水作为介质，但是由于循环水容易在管路内结垢，而且很难清除，要保持同样的真空，射水器必须增大射水流量，不仅浪费了电能，而且效果不一定明显。如果采用除盐水作为介质，在条件允许的情况下将水送入除氧器中，这样不仅大大降低管路的结垢几率而且利用热量加热除盐水，一举两得。,3 、合理利用乏汽及汽动设备,乏汽是过热蒸汽做完功后从汽轮机排出的蒸汽，如何有效利用乏汽也是电厂节能的重要措施。在循环流化床锅炉中，乏汽用来对锅炉水进行预加热，提高锅炉水温度。但现实运行过程中，高加（锅炉水预加热系统）投入率在60%-80%之间有的甚至更低。保证高加的投入率在95%以上，将大大提高电厂的热效率。另外，一些电厂采用乏汽进行供暖，但供暖后的蒸汽无法进行回收，不仅降低了蒸汽的利用率而且浪费了大量的水资源。利用汽动泵代替电动泵也是节能的重大措施，一些电厂由于安全稳定性的考虑以及对气动泵的认识方面不足的原因，将气动泵作为备用泵使用而不是作为给水装置是一个误区，使用气动泵代替电动泵经过计算在同等条件下可以节能20%，节能效果显著。,4 、锅炉节能点火技术等离子点火技术,电站锅炉采用的节能点火技术主要包括两大类：少油量气化燃烧直接点火技术及无油直接点火技术，前者包括小油枪点火、微油点火，后者主要包括等离子点火技术和高温空气无油点火技术。,等离子点火技术：等离子燃烧装置主要由等离子发生器、直流电源系统、点火燃烧器、控制系统、辅助系统等子系统组成。 设定电源的工作输出电流，电源按设定的工作电流工作，系统处在短路状态，当输出电流达到工作电流后，直线电机推动阴极缓慢离开阳极，在阴极离开阳极的瞬间即产生电弧，电弧在线圈磁场的作用下被拉出喷管外部，压缩空气在电弧的作用下，被电离为具有稳定功率的高温等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧筒中形成温度大于5000K、温度梯度极大的局部高温区，其能量密度高达105。106Wcm2，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在110-3s内迅速释放出挥发性易燃物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。,等离子点火技术：等离子燃烧装置主要由等离子发生器、直流电源系统、点火燃烧器、控制系统、辅助系统等子系统组成。 原理：先设定电源的工作输出电流，电源按设定的工作电流工作，系统处在短路状态，当输出电流达到工作电流后，直线电机推动阴极缓慢离开阳极，在阴极离开阳极的瞬间即产生电弧，电弧在线圈磁场的作用下被拉出喷管外部，压缩空气在电弧的作用下，被电离为具有稳定功率的高温等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧筒中形成温度大于5000K、温度梯度极大的局部高温区，其能量密度高达105。106Wcm2，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在110-3s内迅速释放出挥发性易燃物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。,存在问题：点火需大功率变压器和放电电极，使得变压器很庞大，需要另设冷却系统；当点火器数目较多时，切换极为不便，需另外增加设备，从而使投资加大。此外，电极容易老化，点火燃烧器的使用寿命短，阴极平均寿命仅为35h，阳极寿命不足200h；对保证连续引弧所需满足的条件苛刻，阳极易受煤粉污染，另外，结焦问题也难以完全避免；锅炉冷天启动前期燃烧效率较低。,改进措施：1）在冷态和温态启动时分别采用最佳的一次风速并适当增大二次风量，这样能防止燃烧器结焦，增强燃烧的稳定性。 2）为消除燃烧室结焦，割除一级燃烧室和过渡筒的中隔板，在风筒下部安装排渣器，自动排出煤灰固后形成的焦渣，提高点火的可靠性。,5、锅炉排污水余热回收利用技术 对于火力发电厂而言，通常其锅炉排污率都不高，一般为25。锅炉连续排污不仅带来工质损失，而且还伴随着热量损失，锅炉连续排污的热水具有较高的压力和温度，是一种较高级的单热资源，应充分加以利用。通常在热力系统设计中都有排污扩容器利用系统。利用连续排污扩容器扩容蒸发回收部分工质和热量，达到提高热经济性，节约能源的目的。但扩容蒸发后的污水仍具有一定的温度，通常在设计没有考虑加以利用，白白流掉，不仅失去了能量，也带来了污染。该部分能量利用方法是加装一个排污水冷却器，采用化学补充水吸收其热量，进一步利用其废热资源，最大限度地提高系统的热经济性。,结 语 地球孕育了人类，人类也在不断地改造地球。但是在现如今，很多时候人类只是注重索取，而忘记了给予。如果现在不加以考虑对策，未来人类就没有出路，总有一天能源会被我们用尽，人类就无法生存。 所以，国家相关部门或行业内需要对电厂建筑