余熱發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化與設(shè)備管理

謝建忠

摘 要：利用廢棄的余熱資源是實(shí)現(xiàn)電廠節(jié)能減排的重要措施之一，是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。本文首先介紹了余熱發(fā)電的概念，然后介紹了余熱發(fā)電系統(tǒng)的主要設(shè)備，最后提出了優(yōu)化余熱發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)及加強(qiáng)對(duì)其設(shè)備管理的有效措施。

關(guān)鍵詞：余熱發(fā)電；設(shè)備；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM617 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）11-0159-01

1 概述

能源產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，人類正面臨這能源短缺以及溫室效應(yīng)加劇的問題，節(jié)能減排、發(fā)展綠色環(huán)保的新能源已在大多數(shù)工業(yè)國(guó)家中達(dá)成共識(shí)，是實(shí)現(xiàn)世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。

近年來，余熱發(fā)電技術(shù)逐漸在鋼鐵、水泥、冶金、玻璃、石油化工、制糖等行業(yè)取得了廣泛的應(yīng)用，并日益受到人們的廣泛關(guān)注和重視。[1]余熱是指一次能源在燃燒過程中所發(fā)出的熱量在完成一定的工藝流程后所剩余的熱量，余熱發(fā)電技術(shù)就是指使用相應(yīng)的設(shè)備將余熱轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。

余熱發(fā)電技術(shù)能顯著降低對(duì)一次能源的消耗，減輕對(duì)環(huán)境的污染，具有能源轉(zhuǎn)化效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，因此，充分利用好廢棄的余熱資源是實(shí)現(xiàn)電廠節(jié)能減排的重要途徑。同時(shí)，余熱資源來源十分廣闊，主要有：煙氣余熱、廢汽廢水余熱、冷卻介質(zhì)余熱、化學(xué)反應(yīng)熱、可燃廢氣和廢料余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱等。隨著余熱發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的管理，優(yōu)化其運(yùn)行參數(shù)，對(duì)于提高余熱發(fā)電量，提高能源利用率具有重要意義。

2 余熱發(fā)電的設(shè)備

余熱發(fā)電系統(tǒng)中的主要設(shè)備有：鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等，其他輔機(jī)主要有：凝汽器、冷油器、抽汽器、給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、除氧器等。

（1）鍋爐。鍋爐的功能是吸收余熱資源的熱量，加熱水，使水汽化產(chǎn)生過熱蒸汽，鍋爐的結(jié)構(gòu)主要由省煤器、汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、過熱器以及連接管道和閥門等組成。鍋爐運(yùn)行時(shí)，給水泵首先將水輸送至省煤器中進(jìn)行加熱，使水充分吸收轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的熱量，水的平均溫度升高，隨后，再將高溫高壓水經(jīng)過汽包送入水冷壁中，水在水冷壁中充分吸收熱量形成汽水，汽水又返回汽包中匯集，經(jīng)汽水分離后向過熱器輸送飽和蒸汽。

（2）汽輪機(jī)。汽輪機(jī)的原理是利用過熱蒸汽通過汽輪機(jī)動(dòng)葉柵時(shí)產(chǎn)生的沖擊力驅(qū)動(dòng)動(dòng)葉柵轉(zhuǎn)動(dòng)，將過熱蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)葉柵轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，因此，過熱蒸汽的質(zhì)量、流量和速度決定了過熱蒸汽對(duì)動(dòng)葉柵沖擊力的大小以及能量的轉(zhuǎn)換效率。汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由定子、轉(zhuǎn)子和軸承等組成，其中定子又包括氣缸、噴嘴、隔板、汽封等。

（3）發(fā)電機(jī)。余熱發(fā)電系統(tǒng)中一般使用無刷勵(lì)磁全封閉式三相交流同步汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)在使用時(shí)，一般還會(huì)在轉(zhuǎn)子上安裝冷卻風(fēng)機(jī)，采用通風(fēng)冷卻的方式對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，發(fā)電機(jī)的輸出容量、額定電壓、額定電流額定頻率、極數(shù)、功率因素等都是其主要的技術(shù)參數(shù)。

3 余熱發(fā)電設(shè)備的優(yōu)化與管理

余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量一直是電力企業(yè)設(shè)備管理人員關(guān)注的重點(diǎn)，影響余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的因素很多，在保持現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和現(xiàn)有能耗水平的情況下，提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量的主要措施有以下幾個(gè)方面：

（1）加強(qiáng)對(duì)余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的日常管理，優(yōu)化完善設(shè)備巡檢制度，做好對(duì)設(shè)備的日常監(jiān)控與維護(hù)，每周對(duì)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢，排除設(shè)備隱患，定期切換備用設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的治理與技術(shù)改造，全面排查鍋爐、汽輪機(jī)、真空系統(tǒng)、振打裝置等關(guān)鍵設(shè)備中損壞的零部件及漏點(diǎn)，詳細(xì)記錄每次的檢查結(jié)果，確保每臺(tái)設(shè)備都能隨時(shí)投入安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，提高鍋爐的產(chǎn)氣量。

（2）定期對(duì)水質(zhì)檢測(cè)儀表、在線檢測(cè)儀表進(jìn)行校驗(yàn)，保證水質(zhì)儀表能正常工作，同時(shí)還要對(duì)儀表的使用狀況以及設(shè)置參數(shù)進(jìn)行檢查，定期檢查現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的巡檢質(zhì)量，特別要注意檢查現(xiàn)場(chǎng)鍋爐連排量、試樣水溫控制以及加藥泵運(yùn)行等狀況，及時(shí)調(diào)節(jié)和處理各項(xiàng)異常情況[2]。

（3）建立健全水質(zhì)指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)和藥品管理辦法，明確水質(zhì)控制目標(biāo)和相關(guān)責(zé)任人的工作職責(zé)，加強(qiáng)對(duì)凝結(jié)水、爐水、循環(huán)水、補(bǔ)充水等水質(zhì)的檢測(cè)、控制和管理工作，控制好加藥品量及配比，每天進(jìn)行取樣、化驗(yàn)比對(duì)，及時(shí)清理進(jìn)水口的雜物以及鍋爐、冷凝器的結(jié)垢，確保鍋爐安全運(yùn)行，提高凝汽器真空度，提高水資源利用率，降低生產(chǎn)成本。

（4）加強(qiáng)操作人員、工藝人員和技術(shù)人員的協(xié)調(diào)溝通，優(yōu)化工藝操作，可采取“滑參數(shù)啟動(dòng)”的操作方式，盡量縮短機(jī)組暖管、暖機(jī)時(shí)間，提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和發(fā)電量，保持鍋爐設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，例如，當(dāng)鍋爐溫度過低時(shí)，可采取小開度開旁路擋板的方法提高鍋爐廢氣入口風(fēng)溫，從而提高鍋爐蒸發(fā)量。

（5）定期組織設(shè)備管理人員、操作人員、技術(shù)人員以及現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員召開專題技術(shù)例會(huì)，深入研討系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的問題，協(xié)調(diào)鍋爐產(chǎn)氣量、鍋爐廢氣溫度、鍋爐進(jìn)風(fēng)量之間的關(guān)系[3]，制定并落實(shí)有效的解決方案，確保發(fā)電系統(tǒng)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，提高發(fā)電效率。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著世界能源危機(jī)的加劇，在大力建設(shè)余熱發(fā)電系統(tǒng)的同時(shí)，做好現(xiàn)有余熱發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化和設(shè)備管理工作，有利于提高電力企業(yè)的余熱資源利用效率，降低能量損耗，進(jìn)一步促進(jìn)余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陸秉權(quán)，劉桂林.中國(guó)余熱發(fā)電行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].中國(guó)建材，2010，11.

[2]季濤，劉艷想，于世泳，孫穎.熱電廠循環(huán)水余熱回收系統(tǒng)[P].中國(guó)：ZL201220023792.0，2012-09-19.

[3]譚業(yè)鋒.工業(yè)窯爐廢氣余熱的回收與利用研究[D].山東大學(xué)，2006年.