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科技经济导刊投稿:电除尘气化加热系统的节能技改可行性分析

点击次数:   更新时间:2015-9-8 14:28:39

电除尘气化加热系统的节能技改可行性分析

 杨 演 

(深能合和电力(河源)有限公司 广东 河源   517025)

 

摘要:为保证飞灰输送系统流动性,某厂电除尘设置有灰斗气化加热系统和灰库气化加热系统,投产至今存在设备故障率较高、能耗大等问题,相关系统发生过电机故障、漏油、阀门故障、电气故障等,运行维护费用颇高。另外我厂气化风机为罗茨风机,运行中噪声污染非常大。国内已有将灰斗和气化风加热改为蒸汽加热的成功案例。结合该厂实际运行情况,对电除尘气化加热系统节能技改进行可行性分析,为改造实施奠定理论基础。

关键词:电除尘;加热系统;节能

中图分类号:S210.4   文献标识:C  文章编号:

 

1 工程概述

电厂一期工程2X600MW燃煤机组,本工程飞灰处理设备采用静电除尘器。每台炉的静电除尘器有四个电场,每个电场有8个灰斗。为了改善静电除尘器灰斗内灰的流动性,使灰能容易地从灰斗内排出,系统中设置了灰斗加热气化系统。该系统包括灰斗气化风机、管式空气电加热器、板式电加热器等设备和附件。设3座平底干灰库,其中2座粗灰库、1座细灰库。2座粗灰库可以互相切换,粗、细灰库可以互为备用。每座灰库的几何容积不小于2570m3,内径φ15m,高度暂按30m考虑。每个灰库内各设有一个高、低料位指示器和连续料位计。

灰库库底设气化装置,气化板面积不小于库底面积的15%。每座灰库设1台灰库气化风机,3座灰库共设4台风机,3台运行,1台公共备用。灰库气化空气配电加热器,电加热器把空气加热到不小于176℃。气化风量按灰库运行的最大用气量的110%设计,风机的风压能满足系统计算风压的120%。

结合实际情况,电除尘气化加热系统节能技改方案为:

  (1)将气化风加热器电加热改造为蒸汽加热器;

  (2)考虑灰斗板式电加热器改造为蒸汽加热器。

  (3)气化风逐步改由压缩空气系统提供,逐步替代气化风机;

通过改造不仅可以减少运行维护费用,有望给我们带来不菲的经济效益,还可以减少噪声污染,为员工提供更舒适的工作环境。

2 技改方案

2.1 灰斗气化加热系统

    每台炉灰斗气化加热系统有2台灰斗气化风机和1台气化风电加热器,并在32个灰斗设置板式电加热器。灰斗气化风电加热器及灰斗板式电加热器全部更换为蒸汽加热器,汽源由启动炉辅汽母管接引。

灰斗气化风机位于空压机房,改造可从杂用压缩空气支管上选取合适位置,分别接至两台炉灰斗气化风机母管,并设置隔离手动门。

2.2 灰库气化加热系统

    3个灰库设有4台灰库气化风机和3个气化风电加热器,灰库气化风电加热器全部更换为蒸汽加热器,汽源由启动炉辅汽母管接引。

    灰库气化风机位于气化风机室,在综合管架压缩空气母管上接引压缩空气至3个灰库气化风母管上,并分别设置隔离手动门。

    第一阶段先将所有气化风电加热器改造成蒸汽加热器,第二阶段在充分考虑空压机使用裕度的前提下逐步投运压缩空气供气化风系统,最终取消各气化风机。

3 分析论证

各气化风电加热器、各及气化风机参数如下:

       参数

设备

功率(kW)

额定电流(A)

运行电流(A)

总功率(kW)

灰斗气化风电加热器(1×2

30

45

32

42

灰库气化风电加热器(1×3

60

110

55

90

灰斗板式电加热器(32×2+8×2

5

8

运行监视

30%投运率

120

        参数

设备

流量

(m3/min)

功率

(kW)

额定电流

(A)

运行电流

(A)

总功率(kW)

灰斗气化机(2×2

12×2

22

41

25

27

灰库气化风机(1×4

18.1×3

55

101

65

106










第一阶段经济性分析:

气化风电加热器实际运行功率为132kW,按照热力学换算成焦耳热值(1kWh=3.6×103 kJ)

132×3.6×103=4.75×105 kJ/h

   气化风加热器改造成蒸汽热交换器,查询水蒸气焓熵表,计算辅汽(0.8MPa,280℃)冷凝至不饱和水(0.1MPa,70℃)所含有的热能如下:

   3013-293=2720 kJ/kg

假设电加热器热能全部利用(实际不可能),按照蒸汽热交换器换热效率80%核算,则可得知需要水量为:

4.75×105 /(2720×80%)= 0.218 t/h

 按照该厂常用煤种(2.2×104kJ/kg)计算得知,约需耗煤为:

 4.75×105 /(2.2×104×80%)= 27 kg/h = 0.027t/h

按照电价0.5元/kW,煤价690元/t,水价5元/t,保守核算每h盈利为:

 132×0.5–0.027×690 - 0.218×5 = 46元/h = 40.3万元/年

气化风加热器改造成蒸汽热交换器,所用热源为热能利用率已经不高的辅汽,实际效果会更好。

第二阶段经济性分析:

根据实际运行电流,估算气化风总实际风量为0.1MPa、40℃、49m3/min,由于目前该厂空压机系统常处于3台不够用,4台有余的情况,空压机的产气参数为0.6MPa、90℃、85.5m3/min。空气在较低温度和压力下可看做理想气体,引用公式P1V1/T1=P2V2/T2可计算得知,压缩空气系统预计耗气量为:0.1×49×363/(313×0.7)=8.11m3/min。

考虑到系统节流和管道损耗,气化风总风量占压缩空气系统比重较小,在保证四台空压机满足系统需求的同时,替代有严重噪声污染和运行维护量很大的气化风机,应可有效达到节能降耗的目的。若全厂进行压缩空气系统杂用和仪用分开改造后,利用杂用压缩空气来供给气化风将会更加经济可靠。

   若同步实施第三阶段改造,用一阶段算法可知,其保守盈利情况为36.6万元/年。

   综上所述,进行电除尘气化加热系统进行相关节能技改,能有年收益百万的巨大潜力。

4 结语

本节能技改方案始于考虑降低厂用电率,以成本较低的辅汽来代替消耗电能的气化风加热器,以集中管理维护并有富余的压缩空气来代替有噪声污染和故障较多的气化风机,以达到最终节能降耗的目的。但限于改造需要的初期管道和设备的投资难以预计,对于气化风蒸汽加热器能效也只能预估,对于压缩空气供给气化风带来的影响也可能不够,需要进行进一步工作:

(1)可联系生产气化风蒸汽加热器的设备厂家,结合我厂实际运行情况进行数据核算和方案确定,用设备运行参数对改造方案进行更准确的估算;

(2)对蒸汽加热器的运行维护情况做准确的考察评估,重视设备选型,避免因设备原因影响改造性能。

 

参考文献:

[1]中国华电工程(集团)有限公司,上海发电设备成套设计研究院.大型火电设备手册:除灰与环保设备[M].北京:中国电力出版社,2009.

[2] DL/T 775—2012,火力发电厂除灰除渣控制系统技术规程[S].北京:中国电力出版社,2012.

 

 


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