1、年第期節(jié)能（總第期）火力發(fā)電廠優(yōu)化設(shè)計中的節(jié)能措施郭鋒，劉楊（山東電力工程咨詢院，山東濟(jì)南）摘要：對我國現(xiàn)在火力發(fā)電廠設(shè)計的新方案進(jìn)行了簡單的比較，提出在設(shè)計過程中要優(yōu)化主廠房布置，優(yōu)化燃油措施，充分論證優(yōu)化設(shè)計方案，以達(dá)到節(jié)約用地、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。關(guān)鍵詞：優(yōu)化設(shè)計；用地；火電廠中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號：引言凝汽器整體采用半地下布置方式也帶來了一些近年來，隨著電力體制改革方案的逐步實施，電不利的影響，例如由于凝汽器標(biāo)高的降低，凝汽器抽力企業(yè)的思維模式、工作方式、管理體制都面臨新的鈦管需要設(shè)置前室，在建設(shè)中還增加了人工挖掘土考驗。隨著電力市場的逐步建立和電力工業(yè)體制改石方的費(fèi)用

2、。因此在實際中要充分考慮這些因素，革進(jìn)程的深化，商業(yè)化運(yùn)營已成為我國電力企業(yè)改經(jīng)過論證后方可實施。革的方向。我國五大發(fā)電集團(tuán)的成立揭開了電力市某電廠×機(jī)組項目（初步設(shè)計）與場全面競爭的序幕。由于競爭機(jī)制的引入，降低廠火電工程限額設(shè)計參考造價指標(biāo)（年水平）用電率、降低發(fā)電成本、提高上網(wǎng)電價的競爭力已成中的同類機(jī)組參考案例主廠房布置指標(biāo)（臺機(jī)為各個發(fā)電集團(tuán)努力追求的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，并且越來越組）對比見表。迫切。不斷優(yōu)化設(shè)計，“經(jīng)濟(jì)適用、系統(tǒng)簡單、備用減表主廠房布置指標(biāo)比較少、安全可靠、節(jié)約用地、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、以人為本”已經(jīng)成為各發(fā)電廠設(shè)計的需求。優(yōu)化主廠房布置為了節(jié)約電廠占地面積，一些設(shè)

3、計院推出了主廠房三列式布置方案，即汽機(jī)房、除氧間、鍋爐、煤倉間為爐側(cè)布置。與傳統(tǒng)的四列式布置相比，可以節(jié)約大管道的管材，節(jié)省建筑面積。但三列式布置方案也存在增加送粉管道長度和建筑材料的不足。主廠房采用三列式布置方案，除氧器可露天布置在汽機(jī)房屋頂，也可以布置在側(cè)煤倉與鍋爐鋼架之間的平臺上。兩種布置方式相比較，筆者認(rèn)為露天布置的方案較好。若布置在側(cè)煤倉與鍋爐鋼架之間的平臺上，低壓給水、中壓給水及與除氧器相關(guān)的管道都將增加，這樣爐前管道布置就會非常復(fù)雜。高壓汽水管道管材（含支吊架）主蒸汽管道【一舯因此布置方案的決策時要充分論證，不要盲目決策。高溫再熱蒸汽管道一通常凝汽器的安裝標(biāo)高要考慮凝汽器抽鈦管的

4、低溫再熱蒸汽管道【一需要。為了優(yōu)化設(shè)計和節(jié)省初投資，凝汽器整體也高壓給水管道砷可以采用半地下布置方式，凝汽器坑底標(biāo)高將進(jìn)一四大管道支吊架一步降低，汽機(jī)房的中間層、運(yùn)轉(zhuǎn)層及屋頂標(biāo)高將隨之降低，這樣就可以節(jié)省建筑材料。另外凝汽器標(biāo)高的降低還會使水工循環(huán)水泵的揚(yáng)程下降，這樣每年兩個布置方案的主要區(qū)別為：初步設(shè)計的這個可節(jié)約價值上百萬元的電能。萬方數(shù)據(jù)電廠凝汽器整體采用半地下布置方式，汽輪機(jī)房運(yùn)節(jié)能年第期（總第期）轉(zhuǎn)層標(biāo)高為，汽輪機(jī)房排外毗屋，側(cè)煤倉布置，集控室布置在固定端，除氧器露天布置；參考案例的凝汽器整體采用地上布置方式，汽輪機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高為，前煤倉布置，集控室布置在兩爐之間。由表可以看出優(yōu)化后

5、的方案主廠房列柱中心線到煙囪中心線距離減少了，占地面積節(jié)約了，主廠房體積每千瓦減少，大管道管材共節(jié)約。由此可見優(yōu)化后的方案具有明顯的優(yōu)勢。優(yōu)化燃油措施目前煤粉鍋爐面臨的主要問題是點(diǎn)火時問長、耗能高及低負(fù)荷燃燒時不穩(wěn)定等。電廠煤粉鍋爐采用最普遍的點(diǎn)火方式為油槍點(diǎn)火。電站鍋爐的啟停、助燃和調(diào)試耗油量巨大，等離子點(diǎn)火和小油槍點(diǎn)火可有效解決點(diǎn)火及穩(wěn)燃工況下耗油較高的問題。等離子點(diǎn)火機(jī)理：靠等離子發(fā)生器發(fā)射的高溫等離子體射流，直接點(diǎn)燃一次風(fēng)煤粉，實現(xiàn)冷風(fēng)點(diǎn)火。等離子燃燒系統(tǒng)由點(diǎn)火系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)兩大部分組成。小油槍點(diǎn)火機(jī)理：小油槍燃燒形成的高溫高熱火焰，使進(jìn)入一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇升高，破裂粉碎，釋

6、放出大量的揮發(fā)份，并迅速著火燃燒，然后由已著火燃燒的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點(diǎn)燃稀相煤粉，實現(xiàn)了煤粉的分級燃燒，燃燒能量逐級放大，達(dá)到點(diǎn)火并加速煤粉燃燒的目的，大大減少煤粉燃燒所需引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負(fù)荷穩(wěn)燃的需求。周界冷卻二次風(fēng)主要用于保護(hù)噴口安全，防止結(jié)焦燒損及補(bǔ)充后期燃燒所需氧量。筆者認(rèn)為小油槍點(diǎn)火更有優(yōu)勢。等離子點(diǎn)火器陰極壽命較短且性能不穩(wěn)定，大電機(jī)啟動造成等離子點(diǎn)火電源電壓下降，導(dǎo)致等離子斷弧。等離子點(diǎn)火系統(tǒng)復(fù)雜，日常維護(hù)量也比較大。小油槍點(diǎn)火方式適用煤種更廣泛，系統(tǒng)簡單可靠。某電廠×機(jī)組項目（初步設(shè)計）在機(jī)組試運(yùn)初期采用等離子點(diǎn)火系統(tǒng)與采用微油煤粉點(diǎn)火

7、系統(tǒng)消耗情況對比見表。由表可以看出采用等離子無油點(diǎn)火裝置可為電廠節(jié)約投資萬元。采用微油點(diǎn)火裝置可為電廠節(jié)約投資萬元。由此在機(jī)組分部試運(yùn)及整套啟動期間，微油點(diǎn)火系統(tǒng)比等離子無油點(diǎn)火裝置可節(jié)省投資萬元，微油點(diǎn)火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)萬方數(shù)據(jù)效益更明顯。就目前來看，采用等離子點(diǎn)火系統(tǒng)或微油點(diǎn)火系統(tǒng)在技術(shù)上均是可行的，在經(jīng)濟(jì)上也是合理的。表僅是直接效益，還不包括離子點(diǎn)火系統(tǒng)的日常維護(hù)費(fèi)用，因此微油點(diǎn)火系統(tǒng)存在很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。表不同點(diǎn)火系統(tǒng)消耗情況對比注：等離子點(diǎn)火系統(tǒng)中的其他費(fèi)用包括等離子陰極等消耗費(fèi)、增加的動力電纜、管道等輔助材料，以及設(shè)備安裝等費(fèi)用。其他優(yōu)化措施從空氣預(yù)熱器出口到除塵器入口的煙道下面存在很大空間

8、，在電廠設(shè)計過程中，根據(jù)功能和系統(tǒng)要求充分利用煙道下方空間，可將柴油發(fā)電機(jī)、電除塵配電室和機(jī)組排水槽等布置在煙道下方，節(jié)省電廠的占地面積。大功率、連續(xù)運(yùn)行、長期存在負(fù)荷變化的輔助電機(jī)，例如凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵和鍋爐燃油泵，可以利用變頻器達(dá)到節(jié)約電能的目的?，F(xiàn)階段的火電廠設(shè)計過程中由于脫硫島的可靠性差，煙道設(shè)計時都增加了旁路，即在脫硫島事故時，切除脫硫島，煙氣直接從煙囪排出。隨著我國對污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，取消煙道旁路也將是必然?；鹆Πl(fā)電廠磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)選擇非常重要，它影響鍋爐安全運(yùn)行，也影響電廠經(jīng)濟(jì)性。由于以減少設(shè)備、縮短建設(shè)周期、便于維護(hù)和檢修為設(shè)計理念，現(xiàn)有的電廠設(shè)計幾乎都不采用中間儲

9、倉式鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)。這種制粉系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，維修量大，還存在煤粉爆炸的危險。當(dāng)煤的磨損指數(shù)等于或大于，可以考慮采用雙進(jìn)雙出鋼球磨直吹式制粉系統(tǒng)，這種制粉系統(tǒng)特別適宜燃燒無煙煤和揮發(fā)份較低的貧煤。當(dāng)煤的磨損指數(shù)小于，可以（下轉(zhuǎn)第頁）節(jié)一一能年第期（總第期）電比和熱量利用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高負(fù)荷季節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)熱負(fù)荷低的時候，鍋爐和汽輪機(jī)均在非滿負(fù)荷下運(yùn)行，供熱能力沒能充分發(fā)揮，系統(tǒng)熱量利用效率低。全年平均熱電比為，平均熱量利用系數(shù)為，供熱機(jī)組每年約一半的時間在低效率下工作，系統(tǒng)全年節(jié)能效果不理想。濟(jì)合理性才能建設(shè)。（）生產(chǎn)工藝及生活熱水熱負(fù)荷為常年穩(wěn)定熱負(fù)荷，全年內(nèi)變化不大；供暖熱負(fù)荷屬季節(jié)性熱負(fù)荷，全

10、年變化較大。熱電機(jī)組建設(shè)時，熱負(fù)荷穩(wěn)定的地區(qū)宜采用背壓機(jī)組；而負(fù)荷變化較大的地區(qū)宜采用抽汽冷凝機(jī)組或者采用熱電供熱機(jī)組和尖峰鍋爐聯(lián)合運(yùn)行的配置，這樣才能保證供熱機(jī)組長時間高負(fù)荷、高效率利用，使其供熱能力得到充分發(fā)揮，以獲得熱電聯(lián)產(chǎn)的最大節(jié)煤效果。參考文獻(xiàn)沈維道，蔣智敏，等工程熱力學(xué)北京：高等教育出版社，李紀(jì)鋒熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)分析與環(huán)保效益評價大連：大連理工大學(xué)，劉志達(dá)熱電廠熱力系統(tǒng)改造與優(yōu)化調(diào)度北京：清結(jié)論圖全年熱量利用系數(shù)華大學(xué)，楊銘熱電廠供熱系統(tǒng)的優(yōu)化改造東北電力設(shè)計院，（）：秦鵬，林中達(dá)，等熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能性分析暖通空調(diào)，（）：鐘史明，等熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能分析區(qū)域供熱，（）：通

11、過上述計算分析可以得出如下結(jié)論：（）在華東及夏熱冬冷且采暖時間比較短的地區(qū)，全年熱負(fù)荷變化比較大，采用小型熱電聯(lián)產(chǎn)背壓式供熱機(jī)組不節(jié)能。（）熱電聯(lián)產(chǎn)建設(shè)要根據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)嶝?fù)荷要求進(jìn)行全年運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性分析，只有保證其全年運(yùn)行的經(jīng)作者簡介：王東（一），男，山東濟(jì)寧人，碩士，助理工程師，從事暖通設(shè)計工作。收稿日期：；修回日期：（上接第頁）考慮采用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)。中速磨制粉系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、能耗?。橥彩戒撉蚰ッ簷C(jī)的）、運(yùn)行控制靈敏等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤種適應(yīng)范圍較筒式鋼球磨煤機(jī)窄，維護(hù)量也大采用引風(fēng)機(jī)和脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并的方案，自世紀(jì)年代起已有雙級動葉可調(diào)風(fēng)機(jī)的供貨業(yè)績。在國內(nèi)由于脫硫島的

12、可靠性與鍋爐的可靠性相比差距還很大，因此這種方案還處于觀望狀態(tài)，隨著脫硫島設(shè)備和技術(shù)的完善，引風(fēng)機(jī)和脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并設(shè)置方案必將是大趨勢。結(jié)語引風(fēng)機(jī)輸送含塵且溫度較高的煙氣，工作條件較差，引風(fēng)機(jī)和脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并設(shè)置可以節(jié)省初投資和運(yùn)行費(fèi)，并且可以節(jié)約用地。國內(nèi)的大型機(jī)組中，尚無取消脫硫增壓風(fēng)機(jī)的實際投運(yùn)經(jīng)驗，但北疆電廠機(jī)組已經(jīng)按照取消脫硫增壓風(fēng)機(jī)設(shè)計，風(fēng)機(jī)已經(jīng)訂貨，采用雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)。大同三期×機(jī)組已采用取消脫硫增壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計方案，黃島電廠機(jī)組也采用取消脫硫增壓風(fēng)機(jī)方案，采用靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，現(xiàn)已投入運(yùn)行，運(yùn)行效果良好?？偨Y(jié)火力發(fā)電廠設(shè)計工作中的經(jīng)驗和體會，通過采取以上措施，可減少電廠的占地面積和