电厂热力系统设计中的创新技术王守防

电厂热力系统设计中的创新技术王守防

王守防代霆

王守防代霆

（山东天景工程设计有限公司山东淄博255000）

摘要：电厂是我国工业产业的重要组成，提高电厂的生产效率，可以更好的满足人们日益增长的对电能的需求。电厂的热力系统是由多种设备构成的，近年来，一些电厂中引进了国外机组，而且增加了与国际间的合作与交流，使得电厂生产技术越来越高。一些设计人员采用创新的技术对电厂热力系统设计进行了改进与优化，这极大的提高了系统的节能性，也增加了电厂生产的环保性。本文对这些创新技术进行了探讨，希望对相关工作者提供一些可借鉴的经验，从而促进电厂热力系统更好的设计改造。

关键词：电厂热力；系统设计；创新技术

1热力系统节能方面的创新技术

1.1回收利用锅炉排烟余热的技术

回收利用锅炉排烟余热技术指的是将电厂热力系统和锅炉排烟热量有效联合起来，利用电厂热力系统转化锅炉余热变为电能。转化过程在汽轮机上实施，一方面能大幅度降低能源消耗，另一方面也使排烟温度得到有效降低。锅炉尾部装置的汽水换热器为低压省煤器，在低压情况下凝结的水会从其内部通过。低压省煤器在凝结水热力系统中有两种连接方式，即并联和串联。低压省煤器中的水来源于低压加热器出口，之后凝结的水将排烟余热吸收掉，升高了凝结水温度，凝结水最后会从低压加热器系统流过。通常情况下，在凝结水热力系统中，低压省煤器使用串联的方式效果比较好，可保障有最大的水流量通过低压加热器。低压省煤器的受热面是固定的，吸收余热的效果较为理想，同时也能最大限度地达到节能效果。

1.2化学补充水系统中的节能技术

对于一些安装了抽凝汽式机组的火力发电厂而言，化学补充水系统节能技术是必须的，在运用这种技术时可利用一些方法达到节能的目标。通常情况下，化学补充水进入热力系统的方式有两种：补入进除氧器里、补入进凝汽器里，下面主要介绍补入到凝汽器中的节能方案。化学补充水在补进凝汽器时，第一步是除氧，温度会随之降低；第二步是在温度低于汽轮机排汽的温度时，安装一套将补充水转换为喷雾的装置到凝汽器喉部；第三步是在冷凝器的配合下对废热进行逐级回收，有效达到节能的目标。

1.3回收利用除氧器排汽和锅炉排污水余热

为了保证除氧功能，除氧器在工作时必排出蒸汽。然而排出的蒸汽是有一定温度和压力的，因此会损失热量和工质，所以需对其进行回收和再利用，以实现节能减损。需要电厂热力系统的设计人员尽量采取有效合理的措施降低蒸汽温度，减少利用不可再生能源，从而有效保护环境。可采取的措施是安装余热冷却器，将蒸汽余热有效吸收。控制污水排放量对于锅炉也是一项重要工作，一般能达到2%到5%，这种排放量长期下去不仅会导致工质严重损失，也会造成严重污染。锅炉排污的压力与热水温度都比较高，在得到有效利用的情况下，能成为较好的高级单热资源。通过使用排污扩容器可将一些热量和工质回收利用，达到节能环保的目的。

2热力系统设计其他方面的创新技术

2.1蜂窝孔结构的刚性梁

在设计和改造电厂热力系统时，合理优化刚性梁设置和布局的原则是管子应力的减少和管墙刚度的提高。热力系统的构成需要有多种部件，在改造锅炉上部侧墙时，鉴于其较大的跨距需将管墙挠度和强度提高，因此设计人员要选择的梁通常是高度和断面尺寸较大的。由普通工字梁切割、焊接、拼接完成的蜂窝孔结构刚性梁，能使电厂热力系统的稳定性得到极大提高。经过专业计算可知道，蜂窝孔结构刚性梁的惯性距是普通工字钢1倍～2倍，同时其抗弯面模量也在普通工字钢的1倍～2倍。蜂窝孔结构刚性梁的应用前提是原材料浪费情况得到有效降低，使刚性梁的抗弯曲性能得到明显提高。蜂窝孔结构刚性梁在应用中优势很多，特殊造型的蜂窝孔：a）能方便排列和布置管道，同时一些较小尺寸的管道能直接通过蜂窝孔；b）对于锅炉结构的优化也有一定的好处，排列明显紧凑。

2.2利用带有万向节支架的开式排放结构固定蒸汽排汽管

开式排放结构中应用带万向节支架来固定蒸汽排汽管是一种新型技术，优化了传统开式排放结构，传统使用的固定支架和导向支架被万向节支架代替，能更加灵活转动排放管。排放管在万向节支架中能绕着固定轴在矩形框内转动，而矩形框也能绕轴在支吊架根部转动，排放管和矩形框在转动中相互配合，成为把支架作为中心的特殊结构，从而达到排放管万向转动的设计标准。万向节支架的功能有很多：a）能承担排放管自身的重量；b）能将排汽的反力分担一部分；c）保持排放管在机组运行过程中的水平热位移状况，使排放管直径不统一问题得到有效解决。通常情况下会在开放式结构排放管上安装消音器，然而在运行消音器时可能会出现堵塞现象，造成疏水盘反喷。在使用带有万向节支架的开式排放结构后，缩小了排放管和阀管之间的缝隙，在消音器有反喷现象出现时能节流，使反喷压力得到有效降低，降低反喷蒸汽流量，保障设备正常使用。

2.3创新水冷壁防结渣技术

传统锅炉机组采用煤粉燃烧形式制造电力，粗煤在燃烧过程中会与火焰有很大的撞击，继而在水冷壁出现还原性气体。这些还原性气体在冷却之后会变成水冷壁结渣，需要创新水冷壁防结渣技术避免此类现象发生。在锅炉燃烧煤粉的Fe2O3含量较高时，熔点较高的Fe2O3会结合C0生成FeO。之后，FeO会和SiO2混合生成熔点低的共晶体，使锅炉灰熔点大幅度降低，使水冷壁的结渣程度增加。电厂技术人员为了改变这一问题，引入了先进的锅炉机组水冷壁，创新了锅炉壁防结渣技术。锅炉机组水冷壁在燃烧器上设置了小孔，利用通风提高了燃料完全燃烧的程度，大幅度减轻了水冷壁结渣程度。

2.4金属膨胀节的导向支架技术

中国电厂热力系统的排风系统大多使用金属膨胀节，通常情况下不会加热或保温处理金属膨胀节，以使排风系统管道的膨胀率得到提高，但这也导致系统的散热损失增加。而非金属膨胀节的保温性虽然高，但成本也高，因此很多电厂在排风系统中较少应用非金属膨胀节，以降低成本。为了优化电厂热力系统设计，在应用金属膨胀节的热力系统中，可应用导向支架技术，以达到较好的保温效果。在创新通风系统技术设计时，需特别注意保温材料的性能，如果材料重量较大不适合的，会对金属膨胀节的伸缩能力造成影响。

2.5基础二次灌浆层的专用水泥

在安装机械转动设备时，基础标高通常会留下大约50mm的二次灌浆层，在安装完设备找正之后再实施二次灌浆。灌浆用的混凝土要求大于基础混凝土标号，然而施工中因为较小的基础和设备底座间隙，导致人工操作不便利，无法将浆面有效磨平，对基础强度和外形美观造成了影响。为此，古交电厂从日本进口了转动机械二次灌浆专用的水泥，在施工中不需要再拌石子和砂子，直接用水将水泥稀释成浆液，形成的浆液有极好的流动性，在被倒入设备底座和基础间隙后，能自行找平，达到工艺美观、强度可靠的目标。

3结论

在如今能源日益减少、环境污染问题日益严重的大环境下，电厂需积极创新热力系统设计技术。通过锅炉排烟余热回收利用技术、化学补充水系统节能技术、除氧器排汽和锅炉排污水余热回收利用技术等，实现节能环保目标。另外，还需利用蜂窝孔结构刚性梁、水冷壁防结渣技术等技术创新，使电厂热力系统的各项性能得到有效提高，进而使电厂生产效率和经济效益得到提升，推动电厂的健康稳定发展。

参考文献：

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[2]丁岩峰.电厂热力系统设计中的创新技术[J].节能与环保，2017（02）：35-37.

[3]白胜喜，林知炎，姚峰.价值工程在电厂热力系统设计中的应用[J].价值工程，2017（05）：59-61.

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