鍋爐給水水質(zhì)對機(jī)組煤耗的影響分析

【摘 要】降低煤耗是火電廠急需解決的一個重大問題，本文以耗差分析方法為理論基礎(chǔ)，從給水水質(zhì)指標(biāo)的角度出發(fā)，研究了水質(zhì)指標(biāo)的變化對煤耗的影響。使用加熱設(shè)備模擬鍋爐試驗，得出機(jī)組煤耗與給水水質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系，將鍋爐水質(zhì)指標(biāo)與煤耗率聯(lián)系起來，建立了耗差分析的模型。

【關(guān)鍵詞】水質(zhì)指標(biāo) 鍋爐給水 節(jié)能

一、前言

節(jié)能減排是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要方法之一，火電廠作為煤炭消耗的主要單位，其首要目標(biāo)就是在提高生產(chǎn)能力的同時，降低機(jī)組的供電煤耗率[1]。通過監(jiān)測機(jī)組的供電煤耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，開發(fā)火電機(jī)組節(jié)能計算軟件，是一種非常有效的降低煤耗率的方法[2]?；诤牟罘治隼碚摰幕痣姀S在線節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測和分析熱力設(shè)備、系統(tǒng)和運(yùn)行方式的節(jié)能狀態(tài)，以指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行正確的操作，使機(jī)組在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下安全運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。本文以耗差分析為理論基礎(chǔ)，主要研究了給水水質(zhì)指標(biāo)對煤耗的影響。

二、耗差分析的原理

通過監(jiān)測機(jī)組運(yùn)行時的部分關(guān)鍵參數(shù)，分析監(jiān)測結(jié)果并將這些參數(shù)的實際計算值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，從而得出這些參數(shù)偏離目標(biāo)值時對基準(zhǔn)煤耗的影響，這就是火電機(jī)組的耗差分析法，也叫能損分析法[3]。

三、影響煤耗的因素

一個重要的影響煤耗的因素就是給水溫度，在生產(chǎn)運(yùn)行中它的實際值一般要低于設(shè)計值，造成這個結(jié)果的原因有三個：一是沒有使用高溫加熱器，使得給水溫度一直偏低；二是加熱器效率低，其主要原因是疏水器的故障率高；三是換熱器效率偏低。

另一個重要的因素是來自鍋爐本體的汽水損失，其中泄漏、鍋爐疏水、排污是幾種普遍的鍋爐本體汽水損失。在運(yùn)行過程中，只有加大鍋爐連續(xù)排污量，才能減少鍋爐用水回水堿度和鐵鈉含量經(jīng)常超過鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的影響，從而保證了爐水及過熱蒸汽的品質(zhì)。但是，該方法的實施會產(chǎn)生多于設(shè)計值的汽水損失，不僅增加了鍋爐的煤耗，還損失了很大的熱量。提高3%的鍋爐連續(xù)排污率會使產(chǎn)汽煤耗也會隨之上升1.0%，約為0.8kg/t。

四、模擬實驗

配制鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液作為實驗對象，其離子濃度為1g/L。為了使實驗現(xiàn)象更加明顯，把鈉離子濃度放大適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，配成多個不同濃度的溶液。在溶液的體積相同的情況下，對碳酸鈉溶液進(jìn)行加熱，并記錄溫度和加熱時間，計算溶液升溫過程中的吸熱量，統(tǒng)計吸熱規(guī)律。進(jìn)行重復(fù)性實驗，確保實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

吸熱量計算公式為：

（1）

式中：表示混合溶液的比熱容，表示溶液質(zhì)量，為所設(shè)定的記錄溫度，為初始溫度。

根據(jù)鍋爐給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將無水碳酸鈉溶液的鈉離子濃度配制為5g/L，10 g/L，20 g/L，30 g/L，40 g/L，利用加熱裝置，進(jìn)行多次重復(fù)實驗，將每次實驗中達(dá)到設(shè)定溫度所用的時間進(jìn)行記錄。通過這個模擬實驗，得出了鈉離子的吸熱規(guī)律，并且計算了不同濃度的鈉離子對應(yīng)的吸熱量，建立了鈉離子的濃度與吸熱量的耗差分析模型。

五、煤耗計算

利用上述實驗的結(jié)果，求出鈉離子與吸熱量的關(guān)系式，利用這個關(guān)系式計算鈉離子煤耗。具體方法是根據(jù)用式（2），將得出的吸熱量轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)煤耗，其中標(biāo)準(zhǔn)煤是指每千克收到基低位熱值為29.27兆焦（MJ）（相當(dāng)于7000卡）的煤。

（2）

該標(biāo)準(zhǔn)煤耗就是鈉離子所影響的平均煤耗（目標(biāo)值），實時煤耗為鈉離子在線采集值與目標(biāo)值進(jìn)行比較而得出煤耗偏差。計算結(jié)果表明，當(dāng)鈉離子的濃度增加時，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤耗值會隨之增加，耗煤量也會增大；反之，鈉離子的濃度降低時，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤耗值會降低，耗煤量也會減少。

按照這個方法，利用電廠每天的給水?dāng)?shù)據(jù)，對給水?dāng)?shù)據(jù)中所包含的離子進(jìn)行計算，即可計算出這些離子每天的煤耗量。從而幫助運(yùn)行人員及時的調(diào)整工況，從而實現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行煤耗接近于最佳值這一目標(biāo)。

六、結(jié)語

本文通過使用加熱設(shè)備模擬鍋爐試驗，分析了鍋爐給水水質(zhì)指標(biāo)對火電廠機(jī)組能耗的影響，進(jìn)行了離子吸熱量試驗，實驗得出了鈉離子的吸熱規(guī)律，計算了不同濃度的鈉離子對應(yīng)的吸熱量，建立了鈉離子的濃度與吸熱量的耗差分析模型，并將吸熱量的值轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)煤耗，計算了不同濃度鈉離子的煤耗量。從而得出機(jī)組煤耗與給水水質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系，將鍋爐水質(zhì)指標(biāo)與煤耗率聯(lián)系起來，建立了耗差分析的模型。實驗結(jié)果表明，當(dāng)給水水質(zhì)中某一離子的濃度增加時，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤耗值會隨之增加，耗煤量也會增大；反之，當(dāng)離子的濃度降低時，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤耗值會降低，耗煤量也會減少。可以利用這個規(guī)律，研制節(jié)能軟件，從而及時指導(dǎo)運(yùn)行人員及時調(diào)整運(yùn)行工況，使火電機(jī)組處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王偉，王佳音，張冬.火電廠運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].電氣應(yīng)用.2012，30（9）：40-43

[2]趙志紅，丁艷，袁隆基等.火電廠鍋爐給水溫度耗差分析模型的建立[J].鍋爐技術(shù).2011，5（42）：24-26

[3]王盟，袁隆基，趙志紅.火電廠主要參數(shù)耗差分析模型的建立[J].能源與環(huán)境.2012（04）：8-10