关于提高火电厂效率的一次理论研究外文翻译资料

 2022-12-10 03:12

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本科生毕业论文(设计)外文翻译

题 目 关于提高火电厂效率的理论研究

关于提高火电厂效率的一次理论研究

Venkata Seshendra Kumar Karri

Department of Industrial Production Engineering, GITAM Institute of Technology, Gitam University, Visakhapatnam, India

Email: venkat.seshendra@gmail.com, venkat_seshendra@yahoo.co.in

Received May 16, 2012; revised June 18, 2012; accepted June 27, 2012

摘要:在如今的环境中有效地操作锅炉的需要是许多火电厂厂商和运营商最关心的事。不幸的是,有效地运行锅炉和满足当地排放法规并不总是齐头并进。然而,锅炉系统设计和技术的进步使这成为一个更可实现的任务。只要考虑到今天大多数锅炉运行效率是小于70%的,我们就能发现潜在的能源的改善和节约成本是巨大的。性能计算和整改措施是为了增强性能和效率的基本。由于效率不时的降低,我们需要用适当的方法找出锅炉发生的损失,环境和经济问题是次要问题。由于燃料价格和能源需求的增加,在日常生活中的要求,合适的材料和资源的利用是必要的。目前的目标估算出火电厂锅炉的热损失,从而找到合适的方法来减少。因此,为了工厂能实现更高的性能,需要可持续性和高性价比的维护操作的蒸汽系统。

关键词:火力发电厂;功率强化;烟气脱硫;直接法;间接法;烟气损失

  1. 介绍

布雷顿循环是由乔治·布雷顿在1870年提出的第一个用于往复式燃油发动机。如今,它只用于燃气涡轮机压缩和膨胀过程发生在旋转机械。燃气轮机通常运行在开式循环。N. Arai[1] 等人在他们的工作指定关于最大工作转移,从而可以得到能量的形式。传热可用性Q从控制表面温度T是阻止最高转换率的热能开采能量W最大。Bejan[2]画轮廓的基本方法是将能量和熵分析方法原理产生最小化(或热力学优化火用破坏最小化)。本文从不可逆、熵产生、或火用破坏的概念开始回顾。举例说明了在封闭系统,开放系统,传热过程,电力和制冷厂的能量流动和积累。乔治和帕克[3]讨论如何通过压缩机,涡轮机,热交换器燃烧室估算可避免的和不可避免的能源破坏和投资成本。这个一般的程序虽然根据许多主观的决定,但是能促进和提高应用程序经济学。科塔斯[4]在这项工作中用来定义的火电厂性能标准火用的概念解释。甘纳巴迪等人[5]研究了一个火用分析进行运行50兆瓦火电机组。分布在几个工厂组件的火用损失实时植物运行条件已评估定位过程不可逆性。能量损失和火用损失的个别组件的植物之间的比较表明,39%的最大能量损失发生在冷凝器中,而发生的最大的火用损失为42.73%。Kamate和Gangavati[6]研究了火用基于热匹配的甘蔗渣热电联产分析介绍了一个典型的2500中药糖厂采用背压和抽汽式凝汽式汽轮机。在分析中,除了火用方法采用更传统的能量分析评估整体和部件效率、识别和评估热力学损失,锅炉火电厂是效率最低的部件以及涡轮机是效率最高的部件。结果表明,在61条和475℃最优的蒸汽入口条件下,背压汽轮机热电厂进行能量和火用效率为0.863和0.307,凝汽式汽轮机发电厂的火用效率为0.682和0.260。达塔等人[7]是介绍了一个煤基热电厂的火用分析工作,使用的设计数据是从210MW火电厂在印度运行情况。这个使用操作数据计算用火效率从火电厂在不同的条件下,即在不同的负载、不同的冷凝器压力,有无再生加热器和具有不同设置的水轮机调节。负载变化的研究数据在100%,75%,60%和40%的满载。影响两不同的冷凝器压力,即对76和89毫米(abs)的研究。据观察,主要来源功率循环的不可逆性是锅炉额外损耗60%。部分负荷运行的不可逆性在增加循环和效果更加明显与减少负载,冷凝器背压增加降低火用效率。逐次撤退的高压加热器显示逐渐增加控制体积的火用效率不包括锅炉。Aljundi[8]在这项研究中提出了Al-Hussein电厂能源分析。本文的主要目的是分别分析系统组件并识别和量化的网站有最大的能量损失。此外,不同的参考环境的影响这种分析的状态也将提交。能量损失主要发生在冷凝器,损失134兆瓦时,锅炉系统只有13兆瓦损失。对于一个温和的变化作为参考环境状态温度,活动不剧烈,所以只能在主要部件的性能中注意到变化。

钢铁工业是一个电力密集型行业,需要不间断电源的临界负荷。这需要一个能满足所有的重要负荷钢铁厂安全平稳运行时间的可靠电源。热电厂(TPP)为上述目的服务,TPP有一个铭牌产生潜力为286.5兆瓦包括辅助限制,并在需要时满足工厂的负载要求和出口剩余功率。火电厂有5个330吨/小时的锅炉,蒸汽容量在101ATA和540℃。这些锅炉是印度重工制作,可发射组合燃料即煤、焦炉煤气、高炉煤气和油。粉碎煤通过输送带从原料处理厂输送到TPP。煤在碗里用米尔斯研磨,然后在炉子里烧制。通常4个锅炉保持满负荷运行,能生产247.5兆瓦的功率,供应蒸汽到2个涡轮鼓风机的需要。锅炉出口烟气经过静电除尘器控制空气污染,这些产生粉煤灰和底灰从地面管道到灰塘,这就是澄清水循环回灰系统。这个热循环气体通过废热锅炉其中的蒸汽在40 KSCA压力和440℃产生。还有三个焦干冷却电厂和四个热锅炉,锅炉容量为25吨/小时。这些都是一起通过位于cdcp-1的强制循环锅炉、除氧器和锅炉给水泵来为这些火电厂工作。

  1. 锅炉的能源性能评价

在TPP中,5个锅炉安装容量为330吨/小时,每台有101 ATA和12个装机容量为25吨/小时辅助余热回收锅炉,从而为汽轮发电机和13 ATA提供蒸汽7 ATA蒸汽用于不同种类的工厂。锅炉的性能,比如效率和蒸发率,随时间的推移,由于燃烧不良,传热结垢,使得运行维护变差。燃料质量恶化,水质也会导致锅炉性能下降。效率测试有助于我们了解锅炉偏离最佳效率有多大。因此,任何观察到的异常偏差都可以进行调查,以此确定问题的区域,从而制定必要的纠正行动。因此有必要找出电流绩效评价水平,这是一个工业节能行动的必要条件。火电厂工艺流程图在图1。

图1.TPP的流程图

这次性能测试的目的是确定锅炉的实际性能和效率与设计值或规范进行比较。这是一个指标跟踪日常和季节变化锅炉效率和能效改进。该程序描述了常规测试的燃油和固体燃料锅炉使用煤以及农业残留物等这些观察和测量需要作出可以很容易地应用,并且必须达到测试目的。

2.1.直接法测试

这也被称为“投入产出法”。由于事实上,它只需要有用的输出(蒸汽)和热输入(即燃料)用来计算效率。这种锅炉效率可以用公式计算给出了锅炉上方的热流进行测试。直接测试的方法如图2所示。

图2.锅炉的热流量

直接法的缺点是可以克服的通过这种方法,计算各种热损失与锅炉有关。锅炉发生的各种损失如图3所示。这种效率可以通过减去热损失来达到分数从100.An,这种调试方法会使测量误差随效率显著变化。

图3.在锅炉发生的损失

因此,如果锅炉效率为90%,直接法中1%的误差将导致效率的显着变化。即90plusmn;0.9 = 89.1至90.9。 间接法,1%误差在测量损失时,效率= 100(10plusmn;0.1)= 90plusmn;0.1 = 89.9〜90.1。 为了计算锅炉效率采用间接法,全部损失必须建立在锅炉中发生的。 这些损失是方便相关的燃料燃烧的理论(化学计量)空气燃料比和过量空气计算锅炉损耗需先提供。

  1. 实验

用间接法计算了炼钢厂锅炉的效率,计算如下。热平衡表也准备。计算随热平衡表显示。参数是从移位操作员日志从主控制室取得的。

锅炉效率计算参数

燃油燃烧率= 2560吨/小时;

蒸汽发生率= 330吨/小时;

蒸汽压力= 101 ATA;

蒸汽温度=533˚C;

给水温度=196˚C;

烟道气中CO 2 = 12;

烟道气中CO = 0.50;

平均烟气温度= 190˚C;

环境温度=36˚C

环境空气湿度= 0.0204公斤/千克干空气;

锅炉= 165˚C面温度;

锅炉周围风速= 3.5米/秒;

锅炉总表面积= 7397米平方;

GCV的底灰= 600大卡/公斤;

GCV的粉煤灰= 452.5大卡/公斤;

底灰飞灰= 80。

燃料分析(in%)

燃料灰分= 40.19;

煤中水分= 12.5;

碳含量= 44.93;

氢含量= 2.64;

含氮量= 1.56;

氧含量= 14;

GCV煤= 2850大卡/公斤。

4.结果与讨论

4.1 热回收性能增强

根据效率计算,我们发现大量的热能是从烟道气损失和燃料水分损失。此外,由于燃料中的水分,大量的能源被浪费作为未燃烧的燃料或底灰的形成。因此,为了提高锅炉的性能,我们必须从烟道中提取感热气体和使用它为各种目的牢记降低烟气温度将增加硫酸含量降低燃料水分或使用低灰分的优质燃料。这事实上涉及到投资、经济、环境因素、厂房布局等多种因素—提高锅炉的效率,我们应该找到减少烟道气损失和减少的最佳做法燃料含水量。

4.2 烟气余热回收

离开锅炉的烟气温度是在空气预热器普遍降低(APH)时离开省煤器的烟气中的显热用于预热燃烧空气。预热燃烧气对锅炉效率有显著的正向影响。烟气中的硫酸中的SO3和H2O的APH上游气相反应形成。所以3是由2均匀和异构形成炉内反应与锅炉对流通过。SO3在烟道气中的存在增加了露水烟气点。酸露点温度如图4所示的SO3和H2O的函数烟气浓度。硫酸凝结为温度降低露点温度。浓硫酸(酸水混合物)是用于APH热建设廉价材料的腐蚀传热面和下游管道。

图4.酸露点温度作为SO3和H2O浓度的一个因变量

除酸沉降外,另一个障碍是通过额外的冷却来从烟道气中回收热量层次分析法是电除尘器的性能。灰分样品操作时从静电除尘器在7.2%水分含量的降温模式下。如图5所示,随着烟气温度的降低,粉煤灰电阻率降低300F。然而,在高电阻率灰分的情况下温度降低不会是一个问题,因为低电阻率灰低烟气温度将有对ESP性能有显著的负向影响。未反应的氨与烟气中的SO3在SCR催化剂上生成和SO3形成硫酸氢铵(ABS)。在APH烟气入口和出口之间的温度范围内,ABS形式温度,沉积物粘稠,腐蚀在APHs常用钢。在退出用蒸发法冷却烟气是常用的冷却至接近绝热饱和的温度,将水喷入烟气流中的温度在湿法烟气脱硫(FGD)系统。

图5.高电阻率灰的灰分电阻率与烟气温度的关系

根据烟气脱硫制造商,最佳烟道在脱硫过程中烟气温度约为149f(65˚C)。烟气到饱和温度的冷却发生在喷雾区,烟道气离开脱硫反应器在接近的温度饱和温度。大部分的湿气可以从烟道气中除去,冷却到非常低的温度。冷冻氨的概念,是由阿尔斯通电力公司提出的烟道气冷却到非常低温使用冷水机组。

在目前的技术发展状况,如低温冷却的烟气是昂贵的,因为对冷水机组的高功率要求。烟气水分冷凝释放潜热。这个释放的潜热量是烟道的一个函数气温煤型。释放量潜热随煤中Tm含量的增加而增大烟气温度降低。潜热可以在冷凝换热器回收(cxes),但由于冷却液温度低,有实用温度范围(约100f到110f),限制对潜热的量比经济上能从烟道气中回收。可用热沉限制低温量有益的热。烟气的总热量(显热和潜热)如图6所示。作为烟气冷却低于其饱和温度,总热量大幅度增加。然而,作为以前讨论过,有与烟道气冷却到低温相关的实际限制回收低温热的有益用途。

图6.烟气热与烟气温度

4.3 烟气脱硫

最常用的烟气脱硫技术之一从发电厂排放气体的污染物是石灰石强制氧化(LSFO)洗涤系统。在这个过程中,许多污染物最终在循环洗涤水。保持适当的操作条件,恒定清除流从洗涤系统和净化流含有来自煤、石灰石和补给水的污染物。这个净化是酸性和过饱和的石膏、高浓度的TDS、TSS、重

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