全面提升热电联产机组热效率的应用途径分析

全面提升热电联产机组热效率的应用途径分析

王鹏叶栋

(台州市特种设备监督检验中心浙江台州318000)

摘要：提高热电联产机组效率的路径是多面的，包括充分利用回热抽汽，避免排挤低级抽汽；采用热功联产，降低损失，提升抽汽热能的合理使用。通过锅炉炉渣热量的利用，省煤器空心梁热量的利用，新技术水泵冷却水技术改造实现锅炉系统热能的回收利用，本文结合了热电联产锅炉的高效能发展技术，进行了提高热电联产机组效率的路径分析，从面向高效能、深化技术、提供效能等方面进行全面的技术分析和实践应用探索。

关键词：热电联产；效能发挥；路径

引言

热电联产机组设备运行有较高的优势，一方面蒸汽不在降压或经减温减压后供热，而是先发电，然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要，可提高能源利用率，另一方面增大背压机负荷率，增加机组发电，减少冷凝损失，降低煤耗。其次能够保证生产工艺，改善生活质量，减少从业人员，提高劳动生产率；代替数量大、型式多的分散空调，改善环境景观，避免“热岛”现象。步入二十一世纪，传统的热电联产机组的效能技术正日趋成熟并进一步向集成化、智能化、网络化的现代技术方向发展。同时，热电联产的高效能发展技术还普遍呈现出通过专用化开发而谋求更易用、更经济和更高效的重要特点。锅炉产品设计是一项复杂烦琐、经验性强、对设计案例依赖性大、设计周期长、可靠性和经济性要求高的大型常规工程设计，从这个方面考虑，本文结合了热电联产锅炉的高效能发展技术，进行了提高热电联产机组效率的路径分析，基于过程系统原理，指出锅炉是一种进行能量形式和载体变换的过程系统，而锅炉热力计算实质是对这一过程系统化的技术实施。从面向高效能、深化技术、提供效能等方面进行全面的技术分析和实践应用探索。

2.提高热电联产机组效率的路径

2.1抽汽热能的合理使用

2.1.1充分利用回热抽汽，避免排挤低级抽汽

抽汽热能有着更高的效率反应，抽气热能包括抽汽凝汽式汽轮机和抽汽背压式汽轮机。其中抽汽凝汽式汽轮机从汽轮机中间级抽出具有一定压力的蒸汽供给热用户，一般又分为单抽汽和双抽汽两种。其中双抽汽汽轮机可供给热用户两种不同压力的蒸汽。抽汽背压式汽轮机则以一定压力的抽汽和排汽同时供热。低真空凝汽式汽轮机的凝结水温度较高，凝汽器作为热网加热器，热网出水温度达80℃左右，可直接用于供暖。抽汽热能作为燃烧优化措施之一，只有优化炉内燃烧工况，才能有效控制污染量。不仅如此，燃烧工况的优化还可以合理地减少燃料量和避免炉内爆管。近年来，我国在对抽汽热能的合理使用方面做了大量工作，可以在中气缸上设计一个特殊的托架将中气缸托起，油动机底部高于运作平台，保证原有基础不变，抽气机和旋转隔板转到环通过套链杆机构连接在一起，对电站锅炉燃烧状况的改善起到了重要作用。

2.1.2采用热功联产，降低损失

对于存在减温减压的生产装置，热功联产是一种有效的节能形式，在生产实际中具有很好的效果。其基本设施包括轴承座、输出轴、汽缸体、叶轮、静叶和动叶，组成的透平级为3—8级。具有多级结构，体积小，小焓降、小功率、小体积、低转速的条件下，取代电动机作为原动机运行其热效率可达50％以上。在进行热电联产的过程中，能够降低节流损失。锅炉进水温度要求在150℃，相应的高加加热蒸汽压力要求0.5～0.55MPa（a）即可满足要求。而目前大部分中压、次高压汽轮机组高加用汽均采用调节抽汽，压力一般在0.98MPa以上。因此可以采用阀门节流的方法进行调节，全面提高热电联产的高效作用。

2.2锅炉系统热能的回收利用

2.2.1锅炉炉渣热量的利用

热电联产的锅炉应该是一种高效、低污染的清洁燃烧锅炉，具有很大的发展空间。随着热电联产锅炉技术的广泛应用，锅炉的热量控制水平也提出较高的要求。锅炉的燃烧控制系统在循环锅炉控制中是最难实现控制的，燃烧系统是一个非线性、时变、多变量耦合的对象，采用多方面的热量利用的效果是十分理想的。其主要技术是建设锅炉炉渣的热量回收池，并将池内的水进行过滤、沉淀和回收，同时加压后进行供暖，并且进行循环使用。技术应用仅取用锅炉前端进除氧器的低温水，高温水直接回流到除氧器，不必对锅炉任何系统进行改造变动，所以对锅炉的运行无任何影响，相反有效提高锅炉运行的热效率。为保证该设备的可靠、正常运行，技术应用报警控制方式，当进入该设备的低温水低于设备要求水量时或回水温度高于设定值时，控制系统自动切断对设备的供电，设备停止运行，保证设备的运行安全。

2.2.2点火排汽热量的利用

对于燃烧高硫煤的锅炉，空气预热器的低温腐蚀是个头痛的问题，目前的方法除了在预热器上采用耐腐蚀材料外，在系统设计上一般采用烟气再循环、风机暖风器等方法。锅炉暖风器的汽源一般来自汽轮机抽汽。对于母管制运行的锅炉，炉前的暖管需要较长时间，长时间的对空排汽会造成噪音和能源浪费，一个又经济又可行的办法就是将暖管蒸汽作为暖风器的汽源，一般风温达到75℃，即可满足末级空气预热器不发生酸腐蚀的要求。此外，也可以将暖管蒸汽作为电除尘器的预热蒸汽，减少采用电加热造成的高位热能贬值。

2.2.3省煤器空心梁热量的利用

以节能减排理念为指导，热电联产系统生产过程中的分级利用状况进行全面分析，为实施系统节能改造提供依据。通过能量利用分析得出，省煤器空心梁热量的利用在供暖季节的总热效率较高，平均在44%以上。高温段的换热器叫过热器，是将已经成为蒸汽的介质继续加热成为过热状态，低温段的换热器叫省煤器，是将水加热到接近沸点状态，处于过热器和省煤器中间的换热器叫蒸发器。各段的换热器是根据各自所处的位置和功能设计的。烟气是从高温逐渐降低温度，水是从低温逐渐升高温度变为蒸汽，这过程就完成了热量传递。综上所述，煤气的资源利用和保护环境，在电站锅炉上实现煤与煤气混烧特别是对低热值的高炉煤气大比例掺烧，可以起到很好的节能减排效果。

2.2.4新技术水泵冷却水技术改造

热电联产技术的采用本质就是要实现对能源的控制，众所周知如今的热能能源问题已是当今世界瞩目的重要课题，能源的短缺促使人们的节能意识迅速提高，除了认真研究和大力开发各种新的能源资料外，还把合理用能即节能工作放在了重要的地位，而做好耗能设备的节能工作显然是非常重要的。新技术水泵冷却水技术改造能够有较好的控制效果。锅炉采用生水作为泵的冷却水，冷却后直接排入地沟，浪费较大。经过分析认为是在生水经过泵的盘根后渗入到了锅炉给水中，导致给水硬度超标。为解决这一问题，我们用除盐水作为给水泵的冷却水，冷却后回收进入疏水箱，再经过热水泵打入除氧器，这样既利用了泵的热能又节约了大量的水资源。

3.结论

综上所述，基于过程系统原理，指出锅炉是一种进行能量形式和载体变换的过程系统，而锅炉热力计算实质是对这一过程系统化的技术实施。依托热电联产锅炉的高效能发展技术，进行了提高热电联产机组效率的路径分析，通过锅炉炉渣热量的利用，省煤器空心梁热量的利用，新技术水泵冷却水技术改造实现锅炉系统热能的回收利用，全面提升热电联产机组热效率的应用途径。

参考文献：

[1]孙飞.热电联产机组的节能减排经验[J].热电技术，2009，(03)：78-79.

[2]郭洪东.提高热电联产机组热效率的途径[J].石油和化工节能，2008，(03)：57-58.

作者简介

王鹏，男，学历：本科；单位：台州市特种设备监督检验中心.