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热电工程设计中几个问题的分析

热电工程设计中几个问题的分析

点击数:7197 次   录入时间:03-04 11:56:46   整理:http://www.55dianzi.com   电力配电知识
摘 要:在热负荷确定和主要设备选型两方面,讨论分析了热电工程规划设计中与经济效益紧密相关的几个问题,并且根据国家能源政策和当前设备制造水平提出了进行热电工程规划设计应该采取的一般方法。
关键词:热负荷;机炉选型

热电联产具有节约能源、减少污染、改善环境、提高供热质量等优点。为了合理利用能源,发展热电联产集中供热已经成为我国的一项能源政策。我国于八、九十年代兴建了一批不同规模的热电厂,对全国经济的发展起到了很大的促进作用,并取得了良好的经济效益和社会效益。但也有一部分热电厂由于工程设计、运行管理等方面的原因,没有取得预期的效益,能源利用率低,供电煤耗率高。项目的可行性研究作为热电厂建设的决策阶段,应进行详细的方案论证,推荐切实可行的建设方案和项目发展规划。下面就热电工程项目可行性研究中与经济效果关系较大的几个问题进行分析。

1热负荷的统计
热负荷是热电厂设计的最基本的数据,热负荷统计的数据准确与否直接影响热电联产工程的节能效果和经济效益。若统计数据不准确,供热机组容量选择过大,供热机组就会长期处于低负荷下运行,节能效果差,甚至没有节能效果,投资回收年限延长。表1例举了热负荷统计数据偏大对热电厂投资回收年限的影响。其中,“热负荷数据偏大比”定义为“热负荷统计数据与热负荷正常值之比”,“投资回收年限比”定义为“偏大热负荷的热电厂投资回收年限与正常热负荷的热电厂投资回收年限之比”。

从表1可以看出,当热负荷偏大达到42%时,投资回收年限将增大到正常情况的3.07倍。
热电厂的热负荷分工业热负荷、生活热水负荷、采暖热负荷、通风和制冷热负荷。在项目建设的可行性研究阶段要认真对热负荷进行调查、统计、整理并进行分析,求得热电厂的设计热负荷,并绘制热负荷曲线。下面就工业热负荷、采暖和制冷热负荷的统计计算进行说明。

1.1工业热负荷的统计
在确定工业热负荷的过程中,设计单位对建设单位提供的数据,不能作为唯一的依据,必须亲自调查核实。用户所提供的热负荷与实际往往出入很大,有计量、测量仪表不准确带来的误差,也有因小锅炉效率低,达不到额定出力,仍按照额定出力上报带来的误差。值得注意的是,有的设计单位迁就建设单位的主观愿望或疏于调查核实,致使热负荷取值偏大。准确的方法是对工业热负荷在充分调查的基础上,根据企业的实际生产情况,按照产品数量,使用国家有关部门提供的单位产品热耗指标进行计算比较,经过综合统计、分析,确定一个合适的数值。以产品单位能耗计算的年耗热量公式为[2]:

1.2采暖、制冷热负荷
对采暖和制冷热负荷,准确的方法是按照建筑物设计热负荷统计汇总。在缺乏建筑物设计热负荷的情况下,目前普遍的做法是按照采暖、制冷热指标统计汇总。
按照采暖、制冷热指标的计算式为[2]:

式中:Qh为额定采暖热负荷,GJ/h;A为采暖建筑面积,104m2;
q为采暖、制冷热指标,kJ/(m2·h);
采暖热指标按照GJJ34-90《城市热力网设计规范》选取,如表2;制冷热指标是以旅馆制冷指标q=252~288kJ/(m2·h)为基础的,其它建筑物乘以修正系数,修正系数如表3。


由表2、表3可以看出,热指标取值有一个区间,由此会带来较大的误差。由于热电厂的供热面积大,即使热指标偏差很小,也会使总的采暖热负荷出现很大偏差。例如:对供热面积1000km2的供热系统,当采暖热指标偏高10kJ/(m2·h)时,总的采暖热负荷将增10.0GJ/h。另外,1992年11月9日国务院批转国家建材局等部门《关于加强墙体材料革新和推广节能建筑意见》的通知中指出,从1995年新建的建筑物在1980~1981年通用设计水平的基础上按照降低能耗50%设计建造。所以规范中推荐的热指标数据显然是偏大的,应对新建区域热指标进行修正。
在缺乏建筑物设计热负荷的情况下,比较准确的办法是在充分调查本地区典型建筑物实际采暖耗热量的基础上,分别不同类型的建筑物进行统计、分析,确定一个合适的热指标,并且据此确定采暖、制冷热负荷。

2设备选择
本节讨论有关于热电厂主要设备选择的若干问题。
2.1炉型选择
选择燃煤热电厂锅炉时,应考虑安全可靠、节省投资、减少环境污染、降低运行费用、负荷调节范围大、煤种适应性广和启停方便等方面的问题。表4列出了可用于热电厂的各种炉型的锅炉性能。


由表4中的比较可以看出以下几点:
(1) 循环流化床锅炉能在很低的负荷下稳定运行且无需喷油助燃,这对于热负荷变化大需要经常在低负荷下运行的锅炉来讲,不但能获得满意的调节性能,且具有很高的经济性。
(2) 循环流化床锅炉的低温燃烧使得NOx生成量少,还可掺烧石灰石实现炉内脱硫,飞灰份额不高,是减少污染物排放的理想炉型。
(3) 循环流化床锅炉可燃用低位发热值从4000~24000kJ/kg的煤矸石、石煤、油叶岩和其它煤种,是燃料适应能力最强的燃烧设备。
(4) 在热效率方面,循环流化床锅炉与煤粉锅炉和旋风锅炉相当,比往复锅炉和抛煤机链条锅炉高许多。
可见在减少环境污染,负荷调节范围,煤种适应性,启停方便等方面,循环流化床锅炉较其它炉型具有明显的优势。
另外,由于循环流化床锅炉没有制粉系统,在设备投资和运行费用方面要比煤粉锅炉和旋风锅炉低许多;与往复锅炉和抛煤机链条锅炉相比,由于循环流化床锅炉有燃料破碎系统,在设备投资和运行费用方面要高,但循环流化床锅炉比往复锅炉和抛煤机链条锅炉节能,计算和实际运行表明,增加的投资费用在一年左右的时间内就能从节约的能源费中收回;循环流化床锅炉的炉渣活性好,是生产建材产品(水泥、加气混凝土砌块等)的理想原料,实现灰渣综合利用的效果更为明显。
循环流化床锅炉技术已经日趋成熟,尤其是75t/h及其以下循环流化床锅炉已经得到普及,目前国产130t/h、220t/h循环流化床锅炉也已经逐步进入市场。循环流化床锅炉以其独特的优势成为热电厂的首选炉型。

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