電廠煙氣流量計的原理工作流程與運行參數(shù)及常見問題處理
點擊次數(shù):2264 發(fā)布時間:2021-01-08 05:51:18
摘要:在熱網(wǎng)實際的供熱運行中,一次網(wǎng)回水溫度常常高于二次網(wǎng)的供回水溫度,在這一換熱過程中,存在著較大的不可逆損失,熱力站通過電廠煙氣流量計來充分利用這些被損失掉的低品位熱源,繼而將它們再次以熱能的方式供給熱用戶。通過吸收式換熱技術,不僅*大地減少了熱量的不可逆損失,為余熱回收創(chuàng)造條件,還降低了管網(wǎng)的建設投資,繼而大幅提升了系統(tǒng)的供熱效率和能源利用率。
近年來,“節(jié)能減排”這個詞對于我們來說已經(jīng)耳熟能詳。隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)飛速發(fā)展,熱力管網(wǎng)逐步體現(xiàn)出輸送能力不足的短板,因此,該如何調節(jié)現(xiàn)有的有限熱源的供熱能力與日益增大的用熱需求之間的矛盾,是我們需要重點思考的問題。
能量由高溫到低溫的轉換是不可逆的,然而正是這種不可逆性,好終導致了能源的損失與浪費。根據(jù)熱力學*二定律我們得知,能級不匹配的大溫差換熱過程中,存在著較大的不可逆損失,從而造成大量的可用能浪費。基于能源再利用的考慮,可利用高溫蒸汽、高溫水等作為驅動熱源,驅動增熱型熱泵,制取低品位熱源的熱量,以達到非常好的的節(jié)能效果。吸收式換熱的概念在此基礎上應運而生,由此產生了吸收式換熱裝置,即電廠煙氣流量計。以下將介紹電廠煙氣流量計的工作原理,以及電廠煙氣流量計在熱力站實際運行中的數(shù)據(jù)分析。
1電廠煙氣流量計原理
1.1電廠煙氣流量計簡介
電廠煙氣流量計主要應用于集中供熱熱網(wǎng)的熱力站,它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板式換熱器,用以實現(xiàn)一次網(wǎng)熱水與二次網(wǎng)熱水的高效換熱。與傳統(tǒng)板式換熱器直接換熱相比,電廠煙氣流量計能夠充分運用一次水高溫熱源的作功能力,驅動溴化鋰機組,產生制冷效果,在不影響二次網(wǎng)供水的各項參數(shù)前提下,大幅降低一次網(wǎng)回水溫度,且遠低于二次網(wǎng)的回水溫度,從而加大一次網(wǎng)供回水溫差和一次網(wǎng)的供熱輸送能力。
1.2電廠煙氣流量計原理
電廠煙氣流量計主要以吸收式循環(huán)為基礎。吸收式換熱的循環(huán)過程主要利用的是溴化鋰溶液的吸濕性,以及水在真空條件下沸點低的特性。電廠煙氣流量計內部主要由四大部件組成:發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器。溴化鋰溶液和冷劑水在這四大部件中完成循環(huán)及換熱的過程。外部循環(huán)水的流程如下 :發(fā)生器、蒸發(fā)器內都對外部循環(huán)水進行了降溫 ;冷凝器、吸收器內都將外部循環(huán)水升溫,一次網(wǎng)水依次進入發(fā)生器和蒸發(fā)器進行降溫,二次網(wǎng)水依次通過吸收器和冷凝器進行升溫。為了能讓熱量匹配合理并且達到更大的換熱效果,機組還需配備板式換熱器。
2實例分析電廠煙氣流量計工作流程與運行參數(shù)
2.1熱力站實際運行流程
熱力站的水-水換熱環(huán)節(jié)在一、二次網(wǎng)換熱過程中存在著很大的溫差,而溫差與不可逆損失成正比關系,溫差越大,損失越大。
如圖1所示,以某熱力站為例,原熱力站一次網(wǎng)供回水設計溫度為130℃ /70℃,二次網(wǎng)設計供回水溫度為80℃ /60℃,這其中的不可逆損失在圖中顯而易見。我們可以利用增熱型吸收式熱泵,即電廠煙氣流量計,將一次網(wǎng)供水作為高溫驅動熱源,為板式換熱器中的回水提供驅動力,繼而發(fā)揮熱泵效應,吸收一次網(wǎng)回水的低溫熱源的熱量,再與板式換熱器換回的熱量一起作為二次網(wǎng)的供水一起供給熱用戶。
此熱力站電廠煙氣流量計的一次網(wǎng)設計供回水設計溫度為 :120℃ /36℃,二次網(wǎng)設計供回水溫度為 :80℃ /60℃。在電廠煙氣流量計工作流程中(見圖2),高溫熱源(即一次網(wǎng)供水)先進入電廠煙氣流量計,發(fā)生器作為驅動熱源,換熱后進入板式換熱器,經(jīng)板式換熱器換熱后的低溫水再次回到電廠煙氣流量計的蒸發(fā)器,放熱至36℃后返回電廠。熱用戶的二次網(wǎng)回水并聯(lián)后分別進入電廠煙氣流量計吸收器和板式換熱器,在吸收器和冷凝器及板式換熱器中分別進行熱交換,然后一起供給熱用戶。上述過程就是在電廠煙氣流量計啟動時,熱力站內的實際供熱流程,在供暖季的初期和末期,可以關閉電廠煙氣流量計,仍然利用板式換熱器單好換熱。
2.2熱力站實際運行參數(shù)分析
在2018-2019年采暖季熱力站運行過程中,我們選取了10個采暖日,采集了一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫度數(shù)據(jù),并對一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫差也進行了相應的對比(見表1)。
通過對比我們發(fā)現(xiàn),在采暖季初期,啟動電廠煙氣流量計后,一次網(wǎng)供水溫度在80℃ ~90℃,一次網(wǎng)回水溫度接近于30℃,供回水溫差在50℃ ~60℃ ;在采暖季中期,熱量要求提升的情況下,一次網(wǎng)供水溫度在100℃ ~110℃,一次網(wǎng)回水溫度降低到25℃左右,供回水溫差在74.69℃~84.44℃,遠高于二次網(wǎng)供回水溫度 ;在采暖季末期,由于氣溫回暖,熱量要求降低,我們適時地關閉電廠煙氣流量計,直接啟用板式換熱器并單好運行,一次網(wǎng)供水溫度降低到90℃以下,一次網(wǎng)回水溫度反而升高到45℃以上,甚至達到50.77℃,供回水溫差縮小到30℃。反觀二次網(wǎng)的供回水溫度卻一直很穩(wěn)定,溫差一直保持在7℃ ~10℃。
經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,我們得知,電廠煙氣流量計在不影響二次網(wǎng)運行參數(shù)的情況下,拉大了一次網(wǎng)的供回水溫差,一方面,減少了不可逆損失,充分利用了熱源熱量,另一方面,讓一次網(wǎng)的回水可以帶更多的熱量來換熱,同時降低了電廠的熱量損失,為電廠余熱回收提供了非常有利的條件。
3電廠煙氣流量計運行中的優(yōu)勢
吸收式換熱技術的誕生,可以說將熱量從低溫傳遞到高溫這一點變成了可能,對于集中供熱來說,更是產生了很大的影響和深遠的意義。它的優(yōu)勢在于 :①增加了管網(wǎng)的輸送能力,節(jié)約了管網(wǎng)的建設投資。②使得余熱回收成為可能,讓更多的可用能得到充分利用,尤其是電廠熱電聯(lián)產的供熱能力至少提高了30%以上,同時節(jié)約了電廠的供熱能耗。③加設電廠煙氣流量計,對于熱用戶沒有影響,二次網(wǎng)參數(shù)不變,只需在熱力站增加機組,推廣應用便利。
4電廠煙氣流量計運行中的常見問題
從2013年開始,為了響應**節(jié)能減排政策,我分公司熱力站開始陸續(xù)進行大溫差改造,截至2018-2019年采暖期,分公司熱力站共計228座,自管站34座,大溫差熱力站78座。對于新的換熱方式的運用,我們也在摸索中前行。電廠煙氣流量計運行的熱力站供熱效果較好,但是在機組運行過程中,偶爾會出現(xiàn)由于運行操作不當而導致的常見問題。
(1)機組結晶 :大機組在停機狀態(tài)下,必須關閉一次網(wǎng)供水閥門,否則高溫的一次網(wǎng)供水在不循環(huán)的情況下,會蒸發(fā)掉溴化鋰溶液中的水分,從而析出溴化鋰結晶體,使大機組無法運行。
(2)機組凍管 :在供熱初期及末期,由于一次網(wǎng)供熱溫度較低,從而導致一次網(wǎng)回水溫度變得很低,一旦溫度降到0℃及以下,就會產生凍管現(xiàn)象,還有可能把管道凍裂,造成較大損失。
5結語
吸收式換熱技術可以應用在任意的能級不匹配的換熱過程中,*大地減少了熱量能的不可逆損失,使能量可以更加充分地進行梯級利用。這樣的換熱方式不僅節(jié)約了熱源,還增大了管網(wǎng)輸送能力和建設投資。相信吸收式換熱技術對于工業(yè)生產和生活會產生深遠的影響,給我們的節(jié)約型社會創(chuàng)造更多更好的經(jīng)濟價值。
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能量由高溫到低溫的轉換是不可逆的,然而正是這種不可逆性,好終導致了能源的損失與浪費。根據(jù)熱力學*二定律我們得知,能級不匹配的大溫差換熱過程中,存在著較大的不可逆損失,從而造成大量的可用能浪費。基于能源再利用的考慮,可利用高溫蒸汽、高溫水等作為驅動熱源,驅動增熱型熱泵,制取低品位熱源的熱量,以達到非常好的的節(jié)能效果。吸收式換熱的概念在此基礎上應運而生,由此產生了吸收式換熱裝置,即電廠煙氣流量計。以下將介紹電廠煙氣流量計的工作原理,以及電廠煙氣流量計在熱力站實際運行中的數(shù)據(jù)分析。
1電廠煙氣流量計原理
1.1電廠煙氣流量計簡介
電廠煙氣流量計主要應用于集中供熱熱網(wǎng)的熱力站,它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板式換熱器,用以實現(xiàn)一次網(wǎng)熱水與二次網(wǎng)熱水的高效換熱。與傳統(tǒng)板式換熱器直接換熱相比,電廠煙氣流量計能夠充分運用一次水高溫熱源的作功能力,驅動溴化鋰機組,產生制冷效果,在不影響二次網(wǎng)供水的各項參數(shù)前提下,大幅降低一次網(wǎng)回水溫度,且遠低于二次網(wǎng)的回水溫度,從而加大一次網(wǎng)供回水溫差和一次網(wǎng)的供熱輸送能力。
1.2電廠煙氣流量計原理
電廠煙氣流量計主要以吸收式循環(huán)為基礎。吸收式換熱的循環(huán)過程主要利用的是溴化鋰溶液的吸濕性,以及水在真空條件下沸點低的特性。電廠煙氣流量計內部主要由四大部件組成:發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器。溴化鋰溶液和冷劑水在這四大部件中完成循環(huán)及換熱的過程。外部循環(huán)水的流程如下 :發(fā)生器、蒸發(fā)器內都對外部循環(huán)水進行了降溫 ;冷凝器、吸收器內都將外部循環(huán)水升溫,一次網(wǎng)水依次進入發(fā)生器和蒸發(fā)器進行降溫,二次網(wǎng)水依次通過吸收器和冷凝器進行升溫。為了能讓熱量匹配合理并且達到更大的換熱效果,機組還需配備板式換熱器。
2實例分析電廠煙氣流量計工作流程與運行參數(shù)
2.1熱力站實際運行流程
熱力站的水-水換熱環(huán)節(jié)在一、二次網(wǎng)換熱過程中存在著很大的溫差,而溫差與不可逆損失成正比關系,溫差越大,損失越大。
如圖1所示,以某熱力站為例,原熱力站一次網(wǎng)供回水設計溫度為130℃ /70℃,二次網(wǎng)設計供回水溫度為80℃ /60℃,這其中的不可逆損失在圖中顯而易見。我們可以利用增熱型吸收式熱泵,即電廠煙氣流量計,將一次網(wǎng)供水作為高溫驅動熱源,為板式換熱器中的回水提供驅動力,繼而發(fā)揮熱泵效應,吸收一次網(wǎng)回水的低溫熱源的熱量,再與板式換熱器換回的熱量一起作為二次網(wǎng)的供水一起供給熱用戶。
此熱力站電廠煙氣流量計的一次網(wǎng)設計供回水設計溫度為 :120℃ /36℃,二次網(wǎng)設計供回水溫度為 :80℃ /60℃。在電廠煙氣流量計工作流程中(見圖2),高溫熱源(即一次網(wǎng)供水)先進入電廠煙氣流量計,發(fā)生器作為驅動熱源,換熱后進入板式換熱器,經(jīng)板式換熱器換熱后的低溫水再次回到電廠煙氣流量計的蒸發(fā)器,放熱至36℃后返回電廠。熱用戶的二次網(wǎng)回水并聯(lián)后分別進入電廠煙氣流量計吸收器和板式換熱器,在吸收器和冷凝器及板式換熱器中分別進行熱交換,然后一起供給熱用戶。上述過程就是在電廠煙氣流量計啟動時,熱力站內的實際供熱流程,在供暖季的初期和末期,可以關閉電廠煙氣流量計,仍然利用板式換熱器單好換熱。
2.2熱力站實際運行參數(shù)分析
在2018-2019年采暖季熱力站運行過程中,我們選取了10個采暖日,采集了一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫度數(shù)據(jù),并對一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的供回水溫差也進行了相應的對比(見表1)。
通過對比我們發(fā)現(xiàn),在采暖季初期,啟動電廠煙氣流量計后,一次網(wǎng)供水溫度在80℃ ~90℃,一次網(wǎng)回水溫度接近于30℃,供回水溫差在50℃ ~60℃ ;在采暖季中期,熱量要求提升的情況下,一次網(wǎng)供水溫度在100℃ ~110℃,一次網(wǎng)回水溫度降低到25℃左右,供回水溫差在74.69℃~84.44℃,遠高于二次網(wǎng)供回水溫度 ;在采暖季末期,由于氣溫回暖,熱量要求降低,我們適時地關閉電廠煙氣流量計,直接啟用板式換熱器并單好運行,一次網(wǎng)供水溫度降低到90℃以下,一次網(wǎng)回水溫度反而升高到45℃以上,甚至達到50.77℃,供回水溫差縮小到30℃。反觀二次網(wǎng)的供回水溫度卻一直很穩(wěn)定,溫差一直保持在7℃ ~10℃。
經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,我們得知,電廠煙氣流量計在不影響二次網(wǎng)運行參數(shù)的情況下,拉大了一次網(wǎng)的供回水溫差,一方面,減少了不可逆損失,充分利用了熱源熱量,另一方面,讓一次網(wǎng)的回水可以帶更多的熱量來換熱,同時降低了電廠的熱量損失,為電廠余熱回收提供了非常有利的條件。
3電廠煙氣流量計運行中的優(yōu)勢
吸收式換熱技術的誕生,可以說將熱量從低溫傳遞到高溫這一點變成了可能,對于集中供熱來說,更是產生了很大的影響和深遠的意義。它的優(yōu)勢在于 :①增加了管網(wǎng)的輸送能力,節(jié)約了管網(wǎng)的建設投資。②使得余熱回收成為可能,讓更多的可用能得到充分利用,尤其是電廠熱電聯(lián)產的供熱能力至少提高了30%以上,同時節(jié)約了電廠的供熱能耗。③加設電廠煙氣流量計,對于熱用戶沒有影響,二次網(wǎng)參數(shù)不變,只需在熱力站增加機組,推廣應用便利。
4電廠煙氣流量計運行中的常見問題
從2013年開始,為了響應**節(jié)能減排政策,我分公司熱力站開始陸續(xù)進行大溫差改造,截至2018-2019年采暖期,分公司熱力站共計228座,自管站34座,大溫差熱力站78座。對于新的換熱方式的運用,我們也在摸索中前行。電廠煙氣流量計運行的熱力站供熱效果較好,但是在機組運行過程中,偶爾會出現(xiàn)由于運行操作不當而導致的常見問題。
(1)機組結晶 :大機組在停機狀態(tài)下,必須關閉一次網(wǎng)供水閥門,否則高溫的一次網(wǎng)供水在不循環(huán)的情況下,會蒸發(fā)掉溴化鋰溶液中的水分,從而析出溴化鋰結晶體,使大機組無法運行。
(2)機組凍管 :在供熱初期及末期,由于一次網(wǎng)供熱溫度較低,從而導致一次網(wǎng)回水溫度變得很低,一旦溫度降到0℃及以下,就會產生凍管現(xiàn)象,還有可能把管道凍裂,造成較大損失。
5結語
吸收式換熱技術可以應用在任意的能級不匹配的換熱過程中,*大地減少了熱量能的不可逆損失,使能量可以更加充分地進行梯級利用。這樣的換熱方式不僅節(jié)約了熱源,還增大了管網(wǎng)輸送能力和建設投資。相信吸收式換熱技術對于工業(yè)生產和生活會產生深遠的影響,給我們的節(jié)約型社會創(chuàng)造更多更好的經(jīng)濟價值。
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