淺談熱能動力系統(tǒng)與應(yīng)用的研究方法

摘 要：國家電力體制改革之后，國民經(jīng)濟保持持續(xù)穩(wěn)定增長，極大推動了電力工業(yè)加速發(fā)展，為準業(yè)技術(shù)水平的進一步提高提供了難得的機遇。除灰系統(tǒng)的主要任務(wù)是除灰、除渣，并保證灰渣的順利排放。對于大型火力發(fā)電廠，要順利完成除灰、除渣任務(wù)，對設(shè)備的可靠性和運行技術(shù)管理的要求必然更高。隨著全國大中型火電廠除塵除灰系統(tǒng)的發(fā)展，除塵除灰系統(tǒng)的新技術(shù)也在不斷提高，也要考慮除灰除塵系統(tǒng)常出現(xiàn)的故障，同時加以改善。列舉除灰除塵系統(tǒng)常出現(xiàn)的故障，并對其進行分析，指出其原因還要找出處理方法，并提出防范措施就是本文的目的。本文主要討論了除灰除塵系統(tǒng)的設(shè)備、功能及其要求，深入分析了電除塵器的結(jié)構(gòu)，工作原理，維護及檢修還有其故障分析。通過本文的敘述除灰除塵系統(tǒng)應(yīng)進行預(yù)防性為主的計劃檢修，減少可以避免的事故的發(fā)生。隨著科技的不斷發(fā)展，我相信除灰除塵系統(tǒng)會與時俱進的。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)狀及發(fā)展 除塵設(shè)計 鍋爐改造

1.鍋爐除塵技術(shù)及設(shè)備現(xiàn)狀

目前燃煤鍋爐在用的除塵技術(shù)已涉及到多種工藝，各種工藝在運行過程中所具有的減排特性、可靠性、經(jīng)濟性等都存在較大的差別。從總體上說，除塵工藝和設(shè)備已日趨完善，現(xiàn)已形成一定的規(guī)模生產(chǎn)能力，而對脫硫工藝和設(shè)備，除少數(shù)引進國外的脫硫工藝和設(shè)備能確?？煽?、有效運行外，多數(shù)工藝和設(shè)備尚處在小試探索或中試階段，到最后進入實用階段，還有許多問題需要完善。目前在用的脫硫技術(shù)已涉及到很多種工藝，各種技術(shù)在運行過程中所具有的減排特性，可靠性，經(jīng)濟性等都是有差別的，它們將影響到技術(shù)的適用性和推廣應(yīng)用前景。

2.熱能動力單元機組汽溫控制系統(tǒng)

鍋爐汽溫控制系統(tǒng)主要包括過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)。主蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度的穩(wěn)定對機組的安全經(jīng)濟運行是非常重要的。如果過熱蒸汽溫度偏低，則會降低電廠的工作效率，據(jù)估計，溫度每降低5℃，熱經(jīng)濟性將下降約1%；且汽溫偏低會使汽輪機尾部蒸汽溫度升高，甚至使之帶水，嚴重影響汽輪機的安全運行。一般規(guī)定過熱汽溫下限不低于其額定值10℃。通常，高參數(shù)電廠都要求保持過熱汽溫在540℃的范圍內(nèi)。

由于汽溫對象的復(fù)雜性，給汽溫控制帶來許多的困難，其主要難點表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）影響汽溫變化的因素很多，例如，蒸汽負荷、減溫水量、煙氣側(cè)的過剩空氣系數(shù)和火焰中心位置、燃料成分等都可能引起汽溫變化。

（2）汽溫對象具有大延遲、大慣性的特點，尤其隨著機組容量和參數(shù)的增加，蒸汽的過熱受熱面的比例加大，使其延遲和慣性更大，從而進一步加大了汽溫控制的難度。

3.在鍋爐改造工業(yè)中的體現(xiàn)

鍋的任務(wù)是使水吸熱，最后變化成一定參數(shù)的過熱蒸汽。其過程是：給水由給水泵打入省煤器以后逐漸吸熱，溫度升高到汽包工作壓力的沸點，成為飽和水；飽和水在蒸發(fā)設(shè)備（爐）中繼續(xù)吸熱，在溫度不變的情況下蒸發(fā)成飽和蒸汽；飽和蒸汽從汽包引入過熱器以后逐漸過熱到規(guī)定溫度，成為合格的過熱蒸汽，然后到汽輪機做功。汽包：汽包俗稱鍋筒。蒸汽鍋爐的汽包內(nèi)裝的是熱水和蒸汽。汽包具有一定的水容積，與下降管 ，水冷壁相連接，組成自然水循環(huán)系統(tǒng)，同時，汽包又接受省煤器的給水，向過熱器輸送飽和蒸汽；汽包是加熱，蒸發(fā)、過熱三個過程的分解點。下降管：作用是把汽包中的水連續(xù)不斷地送入下聯(lián)箱，供給水冷壁，使受熱面有足夠的循環(huán)水量，以保證可靠的運行。

為了保證水循環(huán)的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在爐外。聯(lián)箱：又稱集箱。一般是直徑較大，兩端封閉的圓管，用來連接管子。起匯集、混合和分配汽水保證各受熱面可靠地供水或匯集各受熱面的水或汽水混合物的作用。（位于爐排兩側(cè)的下聯(lián)箱，又稱防焦聯(lián)箱）水冷壁下聯(lián)箱通常都裝有定期排污裝置。水冷壁：水冷壁布置在燃燒室內(nèi)四周或部分布置在燃燒室中間。它由許多上升管組成，以接受輻射傳熱為主受熱面。作用：依靠爐膛的高溫火焰和煙氣對水冷壁的輻射傳熱，使水（未飽和水或飽和水）加熱蒸發(fā)成飽和蒸汽，由于爐墻內(nèi)表面被水冷壁管遮蓋，所以爐墻溫度大為降低，使爐墻不致被燒壞。而且又能防止結(jié)渣和熔渣對爐墻的侵蝕；筒化了爐墻的結(jié)構(gòu)，減輕爐墻重量。

4.應(yīng)用于氣力除灰系統(tǒng)

氣力輸灰系統(tǒng)是以空氣為輸送介質(zhì)和動力，將鍋爐各集灰斗的干灰輸送到指定地點的一種輸送裝置。氣力除灰是一種以空氣為載體，借助某種壓力（正壓或負壓）設(shè)備和管道系統(tǒng)對粉狀物料進行輸送的方式。燃煤電廠的除灰系統(tǒng)是一種比較先進、經(jīng)濟、環(huán)保的科學技術(shù)。20世紀80年代以后，我國在一些大型電廠相繼開始引進各類氣力除灰設(shè)備和相關(guān)技術(shù)，特別是近十多年來，由于環(huán)保、水資源等的要求和局限，我國極力倡導(dǎo)和推進這一技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得氣力除灰在電力系統(tǒng)已逐漸成為一種趨勢和強制要求，這就進一步促進了國內(nèi)氣力除灰技術(shù)的發(fā)展。它具有節(jié)水、安全可靠、輸送時干灰不會飛揚、便于綜合利用等優(yōu)點。氣力除灰在環(huán)保、節(jié)約水資源、實現(xiàn)自動控制等方面與傳統(tǒng)的水力輸灰及常規(guī)機械輸灰方式相比，有著無可比擬的優(yōu)越性，但也存在以下不足：

（1）由于氣力除灰是以空氣為載體，物料在系統(tǒng)中的流動速度相對較快，摩擦較大，這樣某些設(shè)備及部件的耐磨性能難以滿足工況要求，影響單純運行的可靠性。

（2）粗大的顆粒、黏滯性粉體及潮濕粉體不宜使用氣力輸送，輸送距離和輸送量受到一定的限制。

5.熱能系統(tǒng)汽溫調(diào)節(jié)方法

維持穩(wěn)定的汽溫是保證機組安全和經(jīng)濟運行所必須的。汽溫過高會使金屬應(yīng)力下降，將影響機組的安全運行；汽溫降低則會機組的循環(huán)的效率。據(jù)計算，過熱器在超溫10℃到20℃下長期運行，其壽命會縮短一半；而汽溫降低10℃會使循環(huán)若效應(yīng)降低0.5%，運行中一般規(guī)定汽溫額定值的波動不能超過-10℃～+5℃。因此，要求鍋爐設(shè)置適當?shù)恼{(diào)溫手段，以修正運行因素對汽溫波動的影響。

對汽溫調(diào)節(jié)方法的基本要求是：調(diào)節(jié)慣性或延遲時間小，調(diào)節(jié)范圍大，對熱循環(huán)熱效率影響小，結(jié)構(gòu)簡單可靠及附加設(shè)備消耗少。汽溫的調(diào)節(jié)可歸結(jié)為兩大類：蒸汽側(cè)的調(diào)節(jié)和煙氣側(cè)的調(diào)節(jié)。所謂蒸汽側(cè)的調(diào)節(jié)，是指通過改變蒸汽的熱焓來調(diào)節(jié)溫度。（作者單位：遼寧工程技術(shù)大學）

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參考文獻：

[1] 史太平，任曉林編著，《除灰除塵系統(tǒng)和設(shè)備》，中國電力出版社，2008年

[2] 楊義波編著，《熱力發(fā)電廠》，中國電力出版社出版社，第二版，2010年7月

[3] 劉后起，林宏編著，《電收塵器》，中國建筑工業(yè)出版社，1987年

[4] 高香林著，《燃煤電廠電除塵器》，華北電力大學出版社，1993年