锅炉与汽轮机是火力发电厂运行过程中不可缺少的基础设施,通常采用独立方式对两者进行布置,但因我国经济快速发展,生活水平不断提升,锅炉容量较以往相比有所增加,高度不断提升,同时蒸汽管道长度发生逐渐提升,致使传输过程中耗能增加,热能外泄,因此得到有关部门高度重视。目前我国使用的管道材料较为特殊且价格昂贵,系统运行过程中需要投入大量成本,花费在蒸汽管道方面的资金越来越多,此外较长的管道在运用过程中会产生较大的压力,影响发电效率。
1锅炉下沉设计
为降低火力发电机组运行过程中产生的损失,控制成本投入,可以根据等高设计理念对二者进行设置,如果锅炉再热器、出热气等构件与汽轮机入口高度一致,则可以缩短蒸汽管道长度,虽然这种设计方式会提高开挖土建过程中消耗的能源,但是传输过程中的耗能会随之降低,此外下沉式设计方式还具有以下优点,例如降低电厂运行过程中产生的噪音。目前我国经常使用锅炉岛设计完成布局,这不仅会增加热能损失,同时电厂运行过程中需要向其中投入更多成本。如果改变整体布局,适当提高汽轮机的位置则可以减少部分管道,降低系统运行过程中生成的损失,但汽轮机运行过程中转速较快,为确保使用效果对基础稳定性有较为严格的要求,所以调整汽轮机的位置需要投入大量资金,并且会增加施工人员承受的压力,系统可靠性同样会受到一定影响。在地势分布较为复杂的环境中,可以结合具体特征在海拔较高的区域建设汽轮机,适当调整蒸汽管道。在设计过程中要考虑锅炉整体高度,选择合适的数值,以确保汽轮机高度不受影响,基于此锅炉再热器与过热器和汽轮机高度一致,这样能够减少运行过程中耗费的资金,同时管道整体长度也会随之缩短,同时控制热膨胀反应,降低运行过程中安全事故发生几率。
2锅炉下沉设计特点分析
2.1减少成本投入
在安装活力发电机组时,为使其能够正常运行,首先要选择合适的材料,运行过程中相关参数会不断发生变化,故而对材料有较为严格的要求,需要投入大量资金作为支撑,而通过下沉设计则可以有效解决这一问题,管道长度随之降低,减少资金、材料方面的投入。
2.2降低蒸汽管道产生的损失
管道降温主要有以下两部分组成,分别是散热损失导致的管道降温,在理论角度分析,散热损失会造成管道温度下降0.5摄氏度,另一部分原因是由于管道压损导致的等焓温降,在高压区等焓温降水平较大,在低压区水平较小。锅炉下沉的布置方式,能够减少热段和冷段长度,降低等焓温降和蒸汽压损,使发电机组的效率提高百分之二到百分之三。因此,使用汽轮机和锅炉等高设计的方式,能够减少管道损耗,有助于二次再热机组的应用和推广。
2.3调整管道内部容量
发电机组故障情况下,主蒸汽、再热蒸汽管道中存有大量的蒸汽,这些残留在主蒸汽、再热蒸汽管道中的大量蒸汽,一是容易造成汽轮机超速,二是在故障情况下卸掉这些蒸汽需要庞大的旁路系统,极大地增加投资造价。采取锅炉过热器出口与汽轮机等高设计方案,缩短蒸汽管道长度,可以极大地简化旁路系统,同时也提高了一次调频的响应速度,
2.4降低噪声
火力发电厂的噪音会对运行人员的听力甚至身体健康产生危害,所以科学治理电厂的噪音是有必要的。目前火力发电厂控制噪声对环境的影响有2种技术路线:一是从声源上治理噪声,就是转动设备的制造厂家按照国家规定的产品噪声标准来进行控制:二是从噪声传播途径上进行噪声控制,在生产现场采取对设备加装隔声罩、对外排气阀加装消声器设备、在建筑物内敷吸声材料等措施进行噪声:控制,对于火力发电厂来说,对没有国家规定的产品噪声标准的设备,在向设备制造厂签订产品技术协议时,主要参考以下噪声控制标准:引风机(进风口前3 m处)为85 dB(A):送风机(吸风口前3 m处)为90dB(A):钢球磨煤机控制在95~105dB(A):其他中、高速磨煤机控制在86~95dB(A)。目前我国的火力发电厂噪声控制还无法达到设计要求。锅炉半地下设计,产生的噪声被地下吸收,不能反射或传播到地面,解决了锅炉辅助设备噪声控制问题,可以消除噪声对厂界环境所产生的影响。
3分析下沉式设计方式产生的问题
3.1分析耗能
采用锅炉下沉式设计中,为了下沉锅炉必然会增加土方挖掘量。事实上,如果在我国西南等地势不平的地区建火力发电机组,比如按照地形走势将汽轮机建于山坡之上,而锅炉则建在山脚下,利用地形天然地形成等高布置,这是最理想的状况,也应该成为火力发电厂的一个选址辅助原则。但更多的时候火电机组的厂区为平地,这样就需要根据具体的地质条件来布置锅炉本体。下面通过能耗分析的方法来论述土方挖掘量与长期输煤的能耗对比。
3.2分析其他问题
采用下沉式设计的锅炉机组,对于人员的运行与巡检几乎没有什么明显的影响,因为现在锅炉较高,基本上都安装了电梯等设备,所以下沉式设计仍然可以采用电梯设备方便运行人员巡检。另外,锅炉下沉式设计可以采用顶棚覆盖、挖设集水井安装潜水泵等方式来防洪防汛。因为锅炉本体与周围地基之间可以留有空隙,因此可以通过该空隙给锅炉的底部进行通风,或者用于收集锅炉本体的散热。
4结语
根据上述内容可以看出,锅炉使用的管道与消耗的能源以及生成的损失有直接关系,因此可根据等高设计弥补这一缺陷。下沉式设计能有效防止能量流失,降低风险事故发生几率,减少机组运行过程中消耗的能源,控制锅炉机组产生的噪音,同时燃烧效率得到提升,有利于锅炉调节。此外相关资料表明,下沉式设计可以弥补以往消耗的能源,由此可见下沉式设计将会成为火力发电机组的核心内容,并且可以依照等高设计原则选择合适的地点建厂。
参考文献
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