300MW循环流化床锅炉机组冷渣器的能效研究

  • 投稿
  • 更新时间2018-05-21
  • 阅读量100次
  • 评分0
  • 0
  • 0

  摘要:以300MW循环流化床锅炉机组常用的滚筒冷渣器、风水冷渣器为研究对象,通过建立冷渣器热效率与相关数据模型,对其能效进行了研究。研究发现滚筒冷渣器与风水冷渣器热效率存在一定的差距,虽然两种冷渣器热效率皆相对较高,但?效率相对较低,其能量利用率有待进一步的提升。对此,实现00MW循环流化床锅炉机组输渣系统改造意义重大。


  关键词:300MW循环流化床;冷渣器;热效应


  1.300MW循环流化床锅炉机组中常用的冷渣器类型


  冷渣器作为CFB锅炉底渣处理系统由锅炉排渣系统中的重要组成装置,主要承担着灰渣降温与热量回收利用的作用。因此,冷渣器的科学运用对整个锅炉系统的稳定、安全、高效运行具有至关重要的作用。在经历长期研究与实验下,滚筒式冷渣器与流化床式冷渣器成為现阶段3300MW循环流化床锅炉机组排渣系统应用广泛的冷渣器[1]。


  2.300MW循环流化床锅炉机组冷渣器的能效研究


  在300MW循环流化床锅炉机组冷渣器能效研究过程中,为使研究更为清晰、直观,需对300MW循环流化床锅炉机组冷渣器热效率与?效率进行分析。用过热效率反应冷渣器的能量回收效果,用?效率反应冷渣器回收能量的品质。


  2.1滚筒冷渣器


  由上述分析可知,滚筒冷渣器操作相对简单,其能流图如图1所示。因此,当不考虑滚筒外表面散热影响时,其能力平衡公式如下:mashcash(Tash,i?Tash,o)=mwcp,w(Tw,o?T0),其中mash表示为渣流量,cash表示为灰渣比热容,Tash,i表示为热渣的温度,Tash,o表示为冷渣温度,mw表示代表冷却水流量,cp,w代表冷却水比热容,Tw,o代表为出口水温,T0代表入口水温(假设与环境稳定相一致)。当假设滚筒冷渣器热渣比热一定时,其热效率可用公式ηt=(Tash,i?Tash,o)/(Tash,i?T0)表示。


  资料分析可知,滚筒冷渣器的?效率可表示为:ηEG=(Ew,o?Eash,o)/(Eash,i?Ew,i)其中Ew,o代表流化床冷渣器出口热水,Eash,i代表冷渣器进口热渣,Eash,o代表冷渣器灰渣出口,Ew,i代表冷渣器进口冷却水[2]。当假设冷渣器进口水温与环境稳定相一致时,则冷渣器进口冷却水的?值则为零,由于冷渣器出口的灰渣一般情况下用于其他操作,被再次利用,因此在此次研究中将其值同样定为零,因此可得到公式ηEG,e=Ew,o/Eash,i当忽略冷却水压与循环水输送电耗影响时滚筒冷渣器的热渣和热水?计算公式如下:Ex=mx{cx(Tx-T0)-cxT0In(Tx/T0)}其中Ex代表热渣与热水的?,mx代表质量流量,cx代表比热容,Tx代表以及温度。


  2.2风水冷渣器


  相对于滚筒冷渣器而言,风水冷渣器的冷却介质除了冷却水之外,还有流化风。在系统运行过程中锅炉所产生的底渣将由冷渣器的进渣口进入到装置内部,并在流化风作用下促使热渣进行移动,移动到冷渣器的出渣口。在此过程中,热渣与冷渣器中的冷却水管与流化风皆发生了热交换。其中冷却水在吸收热量之后将进入到锅炉凝结水系统中,而流化风则进入到锅炉炉膛内,用于再次利用,热交换后的冷渣被排除冷渣器。因此当假设被冷却的底渣比热容为定值时,可在一定程度上不考虑冷渣器存在的热损失问题,在此条件下风水冷渣器的热效率可表示为ηt=(Tash,i?Tash,o)/(Tash,i?T0)。由于


  风水冷渣器出除了单体?效率外,在运行过程中,其流化风会进入到锅炉炉膛中,与锅炉风烟系统产生联系,因此在进行能效研究时,需注重系统?效率的科学计算,基于资料分析,得到流化床冷渣器系统?效率如下:ηs=E/Eash,i。


  当取适宜参数(如表1所示)进行计算,发现滚筒冷渣器与流化床冷渣器热效率相对较高,但是其?效率相对较低(如图2所示)。改变出水温度可在一定成提升300MW循环流化床锅炉机组冷渣器的?效率,例如,在改进冷渣器时,可在实际运行过程中,适当的调整冷却段的冷却水用量,通过提升高温冷却段进水量,实现冷却水升温,提升对底渣热量的回收。与此同时,将冷渣器出水科学接入到热力系统中,可在一定程度上提升锅炉排渣系统热经济效应,增强冷渣器能效。对此,在对300MW循环流化床锅炉机组排渣系统进行改造时,应科学配置冷渣器所在位置与系统接入方式,在保证冷渣器本质作用最大化发挥的同时,降低其热污染能力,提升热渣热能的回收利用率。


  3.结论


  综上所述,本文以300MW循环流化床锅炉机组为研究对象,就锅炉机组输渣系统中常用的两种类型冷渣器能效进行了研究,研究发现无论是滚筒式冷渣器,还是流化床式冷渣器,其?效率相对较低。对此,随着循环流化床锅炉机组的推广应用,在现有技术基础上进行锅炉机组排渣系统改造或研发新型冷渣器,提升底渣热量回收率势在必行,是火力发电厂未来发展的主流趋势。


  参考文献: 

  [1]张学金.大型循环流化床锅炉输渣系统优化改进[J].电工技术,2017(04):141-143. 

  [2]苏银皎,苏铁熊,李永茂,马理强.CFB机组底渣余热回收方案的分析比较[J].热能动力工程,2016,31(01):76-80+134-135. 

    作者:志家