换热机组节能改造应用

换热机组节能改造应用（精选九篇）

换热机组节能改造应用 篇1

1 原因分析和技术方案

1.1 增加低压省煤器

原因分析:排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项, 一般约为5%~1 2%, 占锅炉热损失的60%~70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度, 一般情况下, 排烟温度每增加10℃, 锅炉热损失就增加0.6%~1.0%, 相应煤耗增加1.2%~2.4%。许多电站锅炉的实际排烟温度比设计值高出20℃~50℃左右, 大量烟气余热未经利用排入大气, 造成了能源浪费。而我厂机组实际排烟温度约为145℃, 且锅炉燃用煤种含硫量较低, 烟气酸露点温度相应较低, 烟气余热回收的潜力较大。

技术方案:将冷渣器出口凝结水引入新增低压省煤器, 被烟气加热升温后的凝结水返回至4#低压加热器入口, 从而排挤4#、5#低加抽汽, 提高机组运行经济性。

低温省煤器安装于电除尘器后的竖直烟道内, 与主凝结水成并联布置, 低温省煤器的给水为冷渣器回水, 只需在冷渣器回水管路增加一个调节阀以调整需要的通水量, 实现了排烟余热的再利用。

1.2 汽轮机封窝汽封改造

原因分析:汽轮机蒸汽泄漏是普遍问题。就汽轮机本体而言, 机组的泄漏主要包括汽机的内漏与外漏两部分。

蒸汽通过轴端外漏, 除了浪费大量高品质蒸汽, 而且也很容易进入轴承箱, 使油中带水, 油质乳化, 润滑油膜质量变差, 破坏动态润滑效果, 引起油膜振荡, 造成机组振动或者是烧瓦停机。油中进水也会造成调节部套锈蚀卡涩, 负荷摆动危及机组安全。

蒸汽级间内漏, 会造成机组内效率降低。

以上问题的出现, 皆为机组传统密封技术落后所致。传统梳齿式密封存在着一定的缺陷, 是上述问题产生的主要原因。为从根本上减少工质泄漏, 将机组现有密封改造为先进的蜂窝式密封, 是节能减排、提高机组安全和经济效益的有效手段。

技术方案:蜂窝式汽封原为美国航天飞机液体燃料涡轮泵上采用的密封技术, 是非接触密封中最为安全和封严效果最为显著的一种密封技术。

蜂窝式密封技术基本原理。密封环的内表面由正六面体形状的蜂窝孔规则排列而成的蜂窝带构成。根据密封环体尺寸制作的蜂窝带, 通过真空钎焊技术被焊接在原汽封长齿所夹空腔内, 即形成蜂窝式密封。蜂窝式汽封是在汽封的长齿中间钎焊上蜂窝, 因此汽封当量齿数成多倍增加, 节流次数大大多于普通的梳齿式汽封;由于环形腔室被割裂成一个个蜂窝, 蒸汽进入蜂窝后, 进行回旋反冲, 在轴表面形成强劲气膜, 大大阻碍后部蒸汽前进, 密封效果增强;环形腔室内一个个小蜂窝的存在, 汽流热能耗散加大, 汽流动能转化成热能耗散, 密封性增加;由于其材料耐磨性好, 蜂窝带不会有迅速被磨损的情况, 间隙可以适当调小, 密封性增强。改造方法有以下几点。

(1) 蜂窝汽封改造:高中压轴端、高中压平衡活塞、以及低压轴端汽封可改为蜂窝式汽封结构。

(2) 镶齿汽封改造:将汽轮机组的高、中、低压叶顶和隔板汽封均为镶固定齿式汽封结构 (除低压缸第6~7级叶顶外) , 此类结构不可进行蜂窝式汽封改造, 更换齿片, 调整密封间隙, 以减少级间泄漏, 提高机组效率。

(3) 改变电除尘器供电方式。

原因分析:我厂现有静电除尘器采用单相可控硅电源供电, 工作模式为大间歇比供电方式, 电场实际运行电压和电流均很低, 二次电流仅为额定电流的10%~20%。虽然表面上电能消耗较低, 但却没有考虑到供电方式与除尘效率之间的关系, 尤其是对于前级电场 (一、二电场) , 粉尘浓度较高, 不易发生反电晕, 在这种情况下, 大间歇比供电方式下电源输出功率很低, 粉尘无法有效荷电, 电除尘器仅仅作为一个粉尘的沉降室使用, 势必会大大降级电场的收尘效率, 造成粉尘排放严重不达标。如要提高目前工况条件下的除尘效率, 同时降低电除尘能耗, 必须更改电源供电方式。

技术方案:三相高压硅整流电源供电技术的基本原理是采用三相制, 在三相电压对称的条件下, 采用三相380V交流输入, 通过三路6只可控硅反并联调压, 经三相变压器升压, 三相桥式整流, 并联成一路直流高压信号加到电除尘器。各相电压、电流、磁通的大小相等, 相位上依次相差120°。

改造方法:将现有全部单相高压电源更换为32位DSP控制的三相高压电源。

对现有全部高压隔离开关箱进行更换;原有低压动力柜、低压控制柜、电除尘电磁振打柜不做更换。

更换新的基于快速工业以太网络 (TCP/I P) 架构的电除尘工艺计算机管理系统 (ESPDMC) 。

2 改造后的节能效果

(1) 经济效益分析:#1机组进行汽轮机汽封系统改造与烟气余热回收利用改造后, 按锅炉设计效率87%计算, 两项实际实现降低发电标准煤耗9.11g/k Wh。静电除尘器电源改造实施后, 实际实现降低电除尘耗电量65%以上。按上网电价0.35元/k Wh, 标煤价格690元/吨计算, 三项方案共同实现年节约标准煤6832吨/年, 实现经济效益521万元/年。

(2) 社会效益分析:提高电收尘效率, 降低排放浓度, 减少污染物排放;降低排烟温度, 有利于当地大气环境的改善;提高全厂热利用率, 减少煤资源消耗。

3 结语

从该厂节能技改项目实施来看, 经济效益和社会效益显著, 节能效果显著, 具有广阔的推广前景。

参考文献

[1]唐必光.燃煤锅炉机组[M].中国电力出版社, 2003.

节能改造项目应用的主要节能技术 篇2

一、产品概述

LTPS是辽宁龙腾科技发展有限公司研制开发的新型节能设备，获得国家实用新技术国家专利，具备国际同行业领先水平，特别是在变频器软件控制程序方面更进一步智能化，使节电率大大提高，同时提高了防护等级，执行IP44标准，是军工、化工、煤矿、石化等大型现代工业的最佳选择，获得中华人民共和国建设部颁发的送变电工程专业承装类二级资质、专业承修类二级资质和专业承试类二级资质，并与中国水利、电力部结成了战略伙伴关系。

LTPS在变频调速的基础上，依据计算机模糊控制理论，结合PID控制原理，利用PLC多元化控制功能，开发出具有独立专利技术的优化控制软件，其根据系统的实际运行适时优化控制，使三者运行曲线均达到最佳，确保在满足系统需求的前提下大幅度提高系统效率，尽可能的降低能耗。

节能原理：在变频调速的基础上，依据计算机模糊控制理论，结合PID控制原理，利用PLC多元化控制功能，开发出具有独立专利技术的优化控制软件，其根据系统的实际运行状况，结合系统最根本需求，使三者运行曲线均达到最佳，确保在满足系统需求的前提下大幅度提高系统效率，尽可能的降低能耗。

二、产品特点

1、智能化

龙腾自主开发生产的设备核心LTPS智能化软件包，采用计算机模糊控制理论，对系统进行实时监测，数据通过与设备内部设定的参数（按照客户要求设定）进行对比，比较值输入到设备软件控制模块，通过PID控制功能和PLC实时编程控制功能，结合变频器变频控制功能，运算出更合理的运行数据，在确保满足系统需求的前提下，使电机在最佳状态下运行，尽可能的提高节电率，使系统达到合理化控制、立体化监视、高效率节能之目的，全面满足不同的客户多元化和复合式的需求。

2、安全性

产品构件90%以上都采用进口品牌，并与原启动柜构成备用系统，有过压、过流、缺相等保护，工作高效率稳定，并可根据客户要求定制，进行网络化管理和报警监测，动态跟踪检测，实时控制电机输出，在数字化、智能化、多元化、多时段控制模式下，最大程度的降低能耗，并保证系统运行的稳定性和安全性。

3、方便性

拥有自动/手动切换，操作简单方便。

4、经济性

采用当前国际上最先进的专用变频器和专利控制软件，自动调节水泵电机、风机转动，使电机始终在最经济的状态下运行，最大限度节能，年节电率不低于20%-40%。

5、变频控制

电机启动电流小于满载电流，减少电流对电网的冲击；降低设备运行时产生的噪音，延长设备的使用寿命；自动能耗优化，电机过热保护，调制频率自动化减少噪音；电机无需降额，通电电机自动测试，接地故障及短路保护；多行液晶显示，并能随时打印运行参数。

三、LTPS中央空调节能系统的介绍

1、中央空调能耗概述

大部分建筑物一年中，只有几十天时间，中央空调处于最大负荷。中央空调冷负荷，始终处于动态变化之中，如每天早晚，每季交替，每年轮回，环境及人文，实时影响中央空调冷负荷。

一般，冷负荷在50-60%范围内波动，大多数建筑物每年至少70%是处于这种情况。而大多数中央空调，因系统设计多数以最大冷负荷为最大功率驱动。这样，造成实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，实际造成巨大能源浪费，给公司造成巨额电缆支出，增加经营者的成本，降低企业竞争力。

2、中央空调智能节电系统工作原理及技术优势

中央空调节能系统不是一台定型的设备，而是一种根据用户现有空调设备和运行工况所“量身定做”的一套节有系统装置。节能系统是运用动态跟踪控制技术、计算机模糊控制技术和变频技术，根据空调末端负荷的变化和空调主机的运行工况，自动对中央空调水系统参数（温度、压力、流量等）进行完整的采样，并以每0.1秒的刷新速度进行数字处理，随时调控空调，使系统供冷（暖）量跟随负荷的变化而同步变化，从而在确保中央空调系统能够满足人体对舒适度的要求的前提下，保证空调系统的能效比（COP值）总是处在最优化的节能运行状态，以此大幅度的降低系统能源消耗。

3、功能特点

（1）高效节能：LTPS节电系统实现了对空调主机、冷冻（供暖）水泵、冷却水泵、冷却塔风机等设备的集中管理，从而使空调辅机系统节能30%-60%、主机系统节能20%-50%。

（2）安全可靠：设备完全运行是保障企业安全生产的首要条件，特别是军工、化工、煤矿、石化等大型现代化工业防护对设备安全提出了更高的要求。LTPS产品系统核心部件全部采用国内外名牌产品，并与原启动柜构成备用系统，系统软件和硬件设置了多级互锁，并具有丰富的自检功能和自动报警功能；此外，产品本身也设计了良好的防尘及通风系统，以确保系统安全运行。

（3）自动控制：由自主定制开发的计算机软件控制系统控制中央空调外围相关设备的启动、连动、停止、复位、报警等，可实现无人值守运行，节省运行管理人员，降低运行费用。

（4）保护功能齐全，电机过热、过压、欠压、过流、接地、短路等保护。故障时可自动切换至工频系统，确保设备的正常使用。

（5）主机与操作部分分离，通过信号线连接，使安装能够更加符合使用者的要求。

（6）RS485/232总线通讯接口，具备远程控制或与BA系统连接的能力减少了系统间配线的工作量，同时也大大提高了系统可靠性、抗干扰性。

（7）全中文液晶显示界面，简单易操作，更集中化管理，更立体化。可设计密码保护，防止其他人员随意更改。

（8）控制采用数字化控制，PID智能调节。系统的响应速度快，精度高、稳定性好；（在人机界面上调整设定），大大简化了现场调试，并结合PLC的功能，使设备长期保持稳定工作。

三、施工方案 方案设计思路

设计的思路是，将原有系统与预装LTPS中央空调智能控制系统并存，互为备用。通过电路设计实现相互切换使用。正常情况下使用LTPS节电系统，在故障或者维护时可切换至原来系统运行，以保证水泵和风机的正常使用。设计原则是以不改变原供电系统的线路和功能为前提，确保空调系统的正常使用并优化中央空调循环泵系统的工作环境，达到节电的目的，同时由于实现软启动和软停车，减少了大电流对电机的冲击，延长了电机的寿命。

四、供回水恒温差控制系统

控制原理：

通过以供回水温差为过程变量的闭环模糊控制。温度传感器将供回水温度信号传输到控制系统，将测量温差与设定温差进行比较，判定差值，并通过比例积分计算，将电网输入控制系统的50HZ的交流电逆变为符合水泵电机控制要求频率的交流电输入空调水泵。在夏季，当采样温差小于设定温差时频率下降，采样温差大于设定温差时频率上升。在此控制过程中实现供回水温差的恒定与空调水泵实际能耗的节约，冬季情况与夏季相反。

系统组成：

LTPS智能供回水恒温差控制系统包含：控制系统主机1台、LCD中文显示1台、温度传感变送器1套、压力传感变送器1套（可选）。配备可选传感变送器可实现空调供回水压力的监测，根据系统需要进行选择。

五、节能分析

1、中央空调系统运行时间；

2、未改造时的总耗能；

3、改造后节约能耗。

六、财务分析

1、收益；

2、投资成本投资回报率：

3、总节电收益：

七、施工及售后服务

1、施工方式：

由辽宁龙腾科技发展有限公司负责生产并组织专业人员进行安装施工，周期为60天。

2、售后服务：

换热站采暖水循环系统节能技术改造 篇3

【关键词】BDEL型流体增压装置；循环水泵；节能

本着“节约能源，安全可靠，降低成本”的原则，对某公司换热站的采暖循环水系统提出的节能技改措施，“BDEL型流体增压装置”这种技术是具有自主知识产权的专利产品，该技术可改造目前水循环系统高能耗状态。

一、BDEL型流体增压装置工作原理

在工艺冷却循环系统中，循环泵的配置是以系统规模容量为基础，以每升水拟置换多少大卡热量需配多少流量为依据，计算出循环泵的流量配置，然后再计算所在系统管网的阻力再加上适当的余量，最后通过流量和扬程计算出水泵所配的电动机功率。在循环泵的技术参数配置选型中，在流量Q不变的前提下，循环泵的扬程H越高，其水泵所配的电机功率N越大，反之其水泵所配的电机功率N就越小，循环泵配置的电机功率越大，所消耗的电能越高，随着经济的高速发展，电力供应越来越紧张，而大功率电机所耗的电能又给带来高额的设备运行成本。在循环系统中循环泵的扬程是为了克服系统管网的阻力，循环泵在停止状态下水泵的进、出水口的压力是均等的，一旦循环泵启动，循环泵出水口的压力和流速在整个循环系统中都是最高、最快的。传统的离心水泵工作时，单通道的水流在水泵高速旋转时，水泵进口处产生涡流，由于涡流的产生会使降低水泵的输送能效，BDEL型水泵是将水泵的吸水口变为多通道进入，多通道的流体能克服水泵吸水口处的涡流现象，可最大限度的排出吸入的流体，提高水泵的输出效率，流体在匹配的水泵专用叶轮的作用下，进入加装在水泵出水口的流体增压装置，流体增压装置主要是利用循环泵出口的瞬间高压、高流速提高循环泵的效能，当流体进入节能装置后，由于装置独特的内部设计，在内部会形成负压，所形成的负压会对水泵的出水口产生一股吸力（无论是空气动力学还是流体力学，凡是负压都有吸力），节能装置所形成的负压吸力能对水泵出水口的水流产生吸力，其所产生的吸力能替代循环泵的部分扬程克服系统的阻力，在循环泵流量不变的情况下，一旦循环泵的扬程降低，则循环泵所配电机功率将大幅下降，从而达到节约设备运行电费的目的，BDEL型流体输送节能装置结构图如下。

二、技术优点

由于其独特的增压功能，可将常规系统所配循环泵的功率降低30%-60%，仍可使系统达到原来的效果。节约设备投入： 由于该装置所起的能效作用，因此能降低循环泵的使用功率和循环泵的日常维护，维修费用与传统相比将大幅降低。保护环境：大功率的循环泵不但笨重，而且消耗大量的电能，使用该装置后，能使循环泵的功率降低，不但节约电能，还极大的降低了大功率循环泵在运行中产生的噪音污染，起到了环保的作用。使用寿命长：由于该装置采用优质耐温、防腐、抗磨的合金材料及先进的加工制造工艺，设计使用寿命十五年以上。低成本改造：如果用该装置改造现有系统，不会破坏现有系统的结构，改造后一般3年左右所节省的电费和设备维护、维修等费用即可收回使用该装置的技改投资，本增压装置为免维护设备。

三、循环水泵节能改造方案

（一）改造方案。节能技术改造方案只更换水泵并在技改后的循环泵的出口加装BDEL型流体增压装置，改造作业只局限在泵房内进行，对正常经营、运营不产生不利影响。根据BDEL型流体增压装置的水泵选型说明和现工艺循环水系统的具体情况，现拟将现工艺冷却系统的其中2台110KW的循环水泵更换成2台功率为42KW、流量：470m3、扬程：50m的专用水泵，在技改后的水泵出水口处各装配一套DN-300型流体增压装置，技改后的2台42KW循环泵可以替代现系统的2台110KW循环泵，并可以全年使用，现系统另2台110kw循环泵作为备用，不做技改。

（二）投资回收期的计算。根据相关厂家的询价结果，整套设备包括流体增压装置（DN-300）和循环泵（42KW，B470-50），单价228000元，数量2套，技改需总投入资金：454000元，该公司采用新技术后，预测每年节约的费用：151820元，经计算大约3年能收回投资能本，并且以后每年可以节约电182916kwh，按照0.83元/kwh计算，每年可以节省运行费用151820元。

（三）节能技改前后系统工况参数比较和界定。技改后的系统运行效果可通过系统运行的进、回水温差与技改前系统运行的参数进行比较；节能效果可通过检测技改前、后水泵电机运行的电流来进行比较。

（四）节能改造工程具体实施。将现工艺循环水系统的其中2台循环泵拆除，备用循环泵不进行改造，换上经过计算重新配置的专用循环泵，在技改后的循环泵的出口各装配一台BDEL型流体增压装置，技改后的循环泵利用原有的电缆线和控制柜，增压装置设备的设计、安装、调试等全部配套工程委托给有能力进行施工的单位，调试完后即可投入使用。施工内容主要包括支架、水泵、增压装置、温度表、压力表及止回阀的安装及调整等。

四、总结

采用BDEL型新技术，对换热站循环水系统进行节能技改，只用3年的时间仅节约的电费就可以收回整个技改投资的资金，以后每年都可以节约一笔可观的设备运行电费成本，技改对原系统基本不作改动，不破坏原系统的结构，技改过程中不影响系统的正常运行，总之，在换热站供暖水循环系统采用BDEL型新技术，安全、直观可靠、无风险，节能率高，投资回报率高，该技术在我国具有很好的推广应用前景，符合“低碳能源”“节能减排”的发展趋势。

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换热系统的节能改造 篇4

1 供暖系统现状

我公司厂内换热站高、低温区的换热设备已经将老式的螺旋板换热器改造为高效板式换热器, 换热效率大大提高。公司准备对厂外热水站的一区、二区螺旋板换热设备进行更新, 以提高换热效率。但公司各站房换热系统的自动化运行水平比较低, 系统负荷随室外温度变化调节的能力较差;对各供暖场所温度无法掌控, 完全按照人的主观意识去调节负荷, 而且调节的精度也不准确, 造成供暖质量不稳定, 供需不匹配, 蒸汽消耗远大于实际需要。

公司高大厂房的供暖是全天候进行的, 在晚上无人工作时, 由于对厂房温度无法掌控, 为了保证设施的防冻, 象征性的减少一部分负荷, 但是对于减少多少没有办法控制, 以至非工作时间的能耗较高。

公司的综合办公楼和医院、俱乐部、铁中同属厂内低温区, 公司拟在俱乐部的原址上新建住宅, 这样就存在住宅和办公共存的情况, 一个供暖系统存在两个供暖功能区, 一方面办公楼、铁中夜间无人工作, 只需保持防冻温度即可;另一方面住宅需要24小时按北京市标准供暖。为了保证住宅的供暖温度, 迫使我们对办公区域也要正常供暖, 热能浪费很大。

公司所属供暖区域居民楼最远端多为老、旧楼宇, 而近端多为新建楼宇, 在建筑物保温方面两者不是一个标准;再有, 由于管道淤泥, 管网水利不平衡等原因, 造成区域末端循环不畅、温度较低。

2 锅炉供应能力现状

公司供暖面积现为65.6万m2, 其中18.5万m2属高大厂房。现有锅炉产汽效率以90%计算, 蒸汽产能为72t/h (20t/h×90%×4) 。以北京地区供暖每吨蒸汽带0.9万m2计算 (经验值为0.4万~1万m2/t汽) , 4台蒸汽锅炉所供面积为64.8万m2, 而实际需要供暖的面积为65.6万m2。单独用于供暖已经有所欠缺, 还要保证生产所需用汽 (冬季约为14~18t/h) , 供需矛盾就更加突出了。

按照公司近两年的建设计划, 崔村、俱乐部居民住宅楼的建设、铁中教学楼的新建等, 公司的供暖面积将达到70.5万m2, 甚至更多, 总的用汽负荷将大大增加。

3 解决方案

为解决供需矛盾, 特提出以下解决方案。

3.1 安装气候补偿器

气候补偿器是根据室外温度的变化和用户在不同时间段对室内温度要求生成运行曲线, 并按照曲线求出供水温度来进行自动控制, 实现供热系统的自动气候补偿, 避免产生室温过高/低而造成能源浪费的一种节能产品。它能根据室外温度、室内温度计算出最佳的供水温度, 通过控制交换器进汽阀门开度控制进汽量, 达到控制交换器出水温度, 最终控制室内温度的目的。交换器所用蒸汽减少后, 锅炉压力要升高, 这时司炉工则要降低负荷, 从而达到节煤目的。

气候补偿器系统内部自动给出四条经验曲线 (二次供水温度-室外温度关系曲线) , 系统运行过程中用户可根据实际运行情况进行实时修改, 以更好地满足节能需要。

气候补偿器还具有扩展的分时分温功能模块, 保证在不同的4个时间段内运行不同补偿曲线, 以满足用户不同时间段对供暖的要求, 实现按需供热。

3.2 安装现场控制器

楼宇现场控制器是一套适用于同一供暖系统内多种建筑物并存 (如办公区、学校、居民楼等) , 并对所对应的建筑物进行科学、合理温度控制的专业控制器。该控制器对分时段供暖用户 (办公楼) 与24小时连续供暖用户 (住宅楼) 或同一系统内供暖用户对供热时间要求不同 (办公楼有可能需在不同时间上下班) 用户, 实现各自分时段供热。用户 (办公楼) 按各自的上班时间供热、下班时间防冻的功能自动定时切换。通过对厂房、综技楼、铁中加装, 可成功解决同一系统内分时、分温控制问题。

楼宇现场控制器在供暖时间段内, 实时采集楼宇供水温度、回水温度、室内温度, 通过高精度运算精确驱动电动阀, 控制楼宇供热量的分配, 保证供暖室温相对稳定 (17~19℃) 。在下班和节假日防冻时段内, 根据采集回水温度, 控制电动阀动作, 保证系统水流正常、保证室内温度在5~8℃, 大大降低能源消耗。

改造前, 住宅区、办公区管网并行工作。改造后, 办公楼、厂房进行独立分时管理, 当多栋办公楼在不同的时间下班时或有教学楼、厂房需加班作业时, 可以实现某一栋楼的单独供热而其余楼宇进入防冻运行。

3.3 加装室内温度采集器

室内温度采集器可以定时、不间断的采集所在位置温度, 将它们安装在典型楼宇中的典型位置, 并通过网络传输, 上传到总控台 (系统集控计算机) 上, 工作人员就可以方便的通过计算机显示系统知道每栋楼的实际温度情况, 在适当时候可以进行调整供热温度的工作曲线, 即可避免浪费, 又可避免用户投诉, 同时计算机还将全年采暖季室内温度全部记录, 以便随时查询和打印。

3.4 加装平衡阀

管网建设一般不是一次全部建设好, 这样在分批的建设过程中, 增加的供热管线有的没有经过设计随时增加, 有的虽然经过设计, 但在施工中施工人员为方便施工会做局部改动安装, 容易造成整体供热管网水力失调, 产生供暖局部或末端用户室温过低, 影响供热质量, 同时为了增加末端用户的室温, 锅炉房一般都是通过增加出水温度或加大流量, 改善末端情况, 造成前面用户很热, 造成能源浪费。

目前二七机车厂采用的是通过人工手动调节阀门来调节, 已不能适应上述各环路水力状况的变化而引起的流量重新分配的要求。

通过在测算好的管路系统中的一些主要部位, 加装一些自力式平衡阀, 可实现整个系统的水力平衡, 解决冷热不均问题, 使供热质量提高, 降低能源消耗。自力式流量平衡阀除了有自动调节流量功能外, 更重要的是有自动消除系统剩余压头的功能, 从而可在一个复杂的水力系统网路中, 实现按环路、按热用户或散热设备的热媒流量一次设定调好后保持恒定不变, 即使在系统压差或热用户发生频繁变化时, 也能永保设定调好的流量恒定, 可以说从根本上解决了管道系统中的水力失调。

3.5 加装节能总控系统

节能总控系统软件采用人机交换方式进行操作, 丰富的组态功能, 使整个系统具有良好的人机界面, 直观显示各个站房、气候补偿器、楼宇现场控制器、室温采集器等各设备的各相关运行参数, 动态仿真的描述供暖系统各辅机的实时运行状态 (运行、停止或故障) , 全中文界面, 操作简单、实用, 同时, 中央控制台采用17吋高分辨率的CRT彩色显示器, P4 2.0工业控制计算机成为硬件基础, 充分保证了系统的稳定性。

4 结论及建议

燃煤机组锅炉密封风系统节能改造 篇5

1 设备简介

某发电公司一期工程2台燃煤汽轮发电机组, 锅炉为高效超超临界参数变压直流炉, 每台锅炉配6台正压直吹式制粉系统, 磨煤机是中速辊式磨煤机。

密封风系统的主要作用是为磨煤机提供密封气源, 以防煤粉侵入磨辊轴承及风粉混合物外漏, 同时该系统还向给煤机、喷燃器火检探头及空气预热器 (以下简称“空预器”) 上、下轴端提供密封风和冷却风, 因此, 密封风机运行稳定性十分重要。

对密封风机进行永磁节能技术应用改造, 采用永磁调速器减少设备振动, 提高电机与负载的可靠性, 减少设备维护, 根据液位自动调节负载端的转速, 达到调速节能的目的。

2 原密封风机系统情况

每台锅炉配置100%容量的密封风机2台, 一运一备, 向6台磨煤机及磨煤机进、出口挡板提供密封风 (锅炉冷一次风向给煤机提供密封风) , 防止煤粉外漏。密封风机吸风取自一次风机出口, 经过滤器后吸入密封风机。密封风机及其电机的主要参数见表1.

3 密封风机系统改造

3.1 改造必要性分析

#1锅炉A, B密封风机长期满负荷运行, 用阀门和挡板控制流量, 负载运行能耗高, 厂用电使用量高。高速运行的密封风机不间断地为锅炉制粉系统提供密封风, 原密封风机设计余量较大, 电能浪费多, 且由于电机长期高速运行, 轴承磨损严重, 影响电机长期安全、稳定运行。为了降低密封风机的能耗水平, 有必要对密封风机进行改造。

3.2 改造方案

经过对改造前、后的运行参数及改造技术要求的充分论证, 采用永磁调速节能技术对#1锅炉A密封风机进行改造, 延长原密封风机基础, 增加永磁调速器, 安装必可测永磁传动器, 其参数见表2, 以降低厂用电, 提高系统的可靠性。

永磁调速器自带电动执行器, 在分散控制系统 (DCS) 上新增操作界面, 用永磁调速器来调节负载的转速, 从而达到节能的目的。改造内容主要包括以下几方面: (1) 基础相对延长680 mm。 (2) 电机向风机反方向移动680 mm, 中间放置永磁调速器。 (3) 在DCS画面新增控制画面, 可手动控制永磁调速器开度, 新增水泵转速显示, 比例—积分—微分 (PID) 闭环自动根据母管压力控制程序及故障报警。 (4) 电机的动力电缆和信号电缆的长度不够, 需重新敷设。为执行器添加动力电缆, 可从动力机房到电机敷设动力电缆, 采用三相4线制接线, 单根线缆的截面面积为2.5 mm2, 其电源参数见表3.

以1台风机为例, 从DCS控制室到现场控制柜, 需铺设永磁调速器的监控及控制屏蔽线, 其参数见表4.

4 设备改造后取得的效果

设备改造后, 进行试验, 以#1锅炉A密封风机为对象, 为防止热态调整制粉系统跑粉, 初次试验在冷态下进行, 试验数据见表5、表6, 热态试验数据选择在机组负荷为锅炉最大连续蒸发量 (BMCR) 工况下进行。

风机试验步骤为保持#1锅炉A密封风机入口调节挡板全开, 逐渐降低A密封风机转速, 调整密封风与一次风差压, 达到安全、节能运行的目的。

通过调阅生产日志发现, 2015-11-04T06:34:00, #1机组负荷960 MW, A, B, C, E, F磨煤机运行, 启动D磨煤机, 密封风机差压设定值为4.25 k Pa, 开启D磨煤机密封风门后差压降至4.06 k Pa, 联启备用密封风机。随后C磨煤机密封风差压由2.300 k Pa降至1.992 k Pa, B磨煤机密封风差压由2.660 k Pa降至2.350 k Pa, 其他运行磨煤机密封风差压均大于3.150 k Pa。将密封风机差压设定值升至4.500 k Pa, 至2015-11-13T13:00:00前, 启动磨煤机投入密封风时均未联启备用密封风机。

2015-11-13T12:30:00, #1机组负荷965 MW, A, B, D, E, F磨煤机运行, 启动C磨煤机, 密封风机差压设定值为4.50 k Pa, 开启C磨煤机密封风门后差压降至4.04 k Pa, 联启备用密封风机。随后B磨煤机密封风差压由2.60 k Pa降至2.30 k Pa, 其他运行磨煤机密封风差压均大于3.15 k Pa。将密封风机差压设定值升至4.75 k Pa, 调整后的试验数据见表7.

5 结束语

综上所述, 原燃煤机组锅炉密封风系统长期高速运行, 且其设计余量大, 造成了巨大的电能浪费, 并对电机的长期安全、稳定运行构成了威胁, 必须要进行节能改造。对此, 采用了永磁调速节能技术对锅炉密封风系统进行了节能改造, 有效降低了电能的损耗, 提高了电厂的电能利用率及系统的可靠性, 对类似锅炉密封风系统改造具有重要的参考价值。

注:A磨煤机密封风与一次风差压3.15 k Pa为热工测点满量程

摘要：加强燃煤机组锅炉密封风系统的节能改造, 对提高发电厂的经济技术水平及市场竞争力具有十分重要的意义。结合某发电公司燃煤机组锅炉密封风系统节能改造实例, 对其锅炉密封风系统的节能改造进行了分析, 改造后有效降低了发电厂用电, 取得了良好的成效。

关键词：燃煤机组,锅炉,密封风系统,节能改造

参考文献

[1]万玉婷, 江楠, 简志良, 等.小型工业锅炉节能改造技术的实施[J].化工设备与管道, 2014 (06) .

换热机组节能改造应用 篇6

关键词：机组优化运行,辅机节能改造,节能减耗,热力系统

一、引言

我国的能源比较紧缺, 人均能源占有量非常低, 所以要时刻节约能源。目前我国主要的一次能源产品有石油、煤炭以及天然气, 其中煤炭的地位十分重要。电力工业是我国的基础能源工业, 电力工业的发展对我国经济的发展具有非常重要的促进作用, 经济性和安全性是电力工业的两大主题。安全性越来越高, 发电厂的减耗节能成为主要的研究方向。

在现代国际关系中, 能源具有重要的战略意义。我国的能源消耗巨大, 是一个能源进口大国, 因此认真做好节能工作, 减少火电厂的能源消耗, 增加经济效益, 防止环境污染, 有很大的现实意义。与欧洲、美国以及日本等一些发达国家比较而言, 我国电力的成本比较高、浪费比较多, 这就不利于一次能源的节约, 也妨碍了电力工业的可持续发展, 而且造成了电价偏高的现象, 有碍于其他行业的生产成本的下降, 阻碍了经济的发展。所以, 电力企业应该采取降低成本的措施, 提高机组的经济性, 这也是目前电力体制改革对火电厂提出的要求。降低发电的成本、节能增效是各个发电企业最为关注的议题之一。节能增效的两个有效途径是:火电机组的优化运行和对辅机的节能改造。

二、火电机组的优化运行

在能源供应非常紧张的形势下, 更应该提高节能的意识, 做好能源管理, 减少电厂的能源消耗, 增加经济效益。汽轮机、发电机以及锅炉是火电厂的重要设备, 锅炉把石油、天然气以及煤炭等燃料的化学能量转化成热能;汽轮机把热能转化成机械能;发电机将机械能转化为电能, 从而输送到电网。对火电机组采取优化运行的方式, 进行合理调度, 以实现节能减耗的目标, 已经成为越来越重要的课题。火电厂优化运行方面的工作已有前人做过很多研究, 积累了不少经验, 比如在管理循环水系统的过程中, 采用循环水泵的台数的经济调度;在并列运行汽轮机时, 按照微增率曲线进行负荷分配等, 这些都是提高火电机组的运行水平以及经济性的有效方法。随着理论的发展和科技的进步, 火电厂优化运行的研究领域更加广阔。

火力发电机组的运行优化的研究内容是:以最优化原理为理论指导, 根据机组主机设备和辅机设备的实际运行情况, 采取全面优化试验的方法, 依据试验结果, 进行综合分析, 建立一套完整的运行优化的操作程序, 作为电厂运行的指导, 使得机组可以在规定负荷的范围里保持最合适的参数匹配和最好的运行状态。火电厂的优化运行的定义是:在几乎没有新的投入的情况下, 调整运行的参数, 改变运行的方式, 并且减少泄露, 通过采取这些措施实现提高运行效率的目标。火电厂的优化运行一般分为两类:一种是单机的优化, 以单机的热经济性指标实现最优为目标进行优化。另一种是全厂的优化, 以全厂的各个机组的总的热经济性指标实现最优为目标进行优化。

火电机组的运行优化研究和火电机组的节能研究, 对节能减耗具有重要的意义。火力发电机组的优化运行的试验研究包括以下主要内容:锅炉的调整、汽轮机组及其辅机的调整、热控系统的优化调整、机组整体的联合优化调整等。锅炉的优化试验包括风量标定的试验、燃烧器配风的优化、制粉系统的优化等。汽轮机的优化调整的试验包括给水泵组的优化运行、定滑压的运行优化的方式的选择、真空以及循环水泵的优化运行等。机炉联合优化运行的试验是根据汽轮机和锅炉的调整结果各自设置参数, 采取机炉联合方式进行试验, 确定在不同的负荷下机组的最优供电的煤耗量。热控系统的优化是指综合考虑锅炉和汽轮机的试验结果以及机组控制系统的特征, 绘制曲线, 改变原来的控制参数, 使得优化试验的结果可以直接在机组的运行中应用, 提高机组的经济性。

大型的火电机组的热力系统非常复杂, 而且影响机组的性能的因素也非常多, 如果单纯地进行理论研究, 就必须附加很多的假设条件, 还需要进行一些简化, 这就很难比较准确地得到最经济的运行方案。所以在实际工程中, 主要是利用试验的方式, 测出具体的机组在不同的工作状况下的每种运行方式的数据, 综合分析、科学计算, 从而得出最优的运行方式, 作为电厂运行的指导。

三、辅机的节能改造研究

主机的性能水平越来越高, 旧机组的辅机系统无法达到主机运行的要求, 这就需要采取适合的改造措施, 进行节能挖潜。火电厂除了三大主机之外, 还具有很多辅助设备以及各种复杂的系统, 比如送风机、引风机、给煤机、循泵、磨煤机、给水泵等。另外, 还有制粉系统、烟风系统、真空系统、回热系统等。辅助设备和辅助系统在火力发电厂中起着非常重要的作用, 辅助系统结构非常复杂, 运行状况的优劣明显地影响着机组的热经济性指标。目前在辅机的节能减耗方面的研究主要体现在减少厂用耗电方面, 比如采用变速电机、把电驱动换成汽驱动、采用与之匹配的先进设备。比较典型的就是送风机和引风机利用变频或者液偶调速、真空泵取代射水抽气器、电泵换成汽泵等。

火电机组的热力系统非常复杂, 从汽轮机方面来说, 包括回热系统以及给水系统等。总的来说, 火电机组节能增效的方式有两种:一是通过机组的优化运行来提高效率;二是通过减少厂用电率来提高机组的经济性。减少厂用电率的主要方式是改造火电机组的重要辅机, 以达到节能的目的。

火电厂的辅机种类很多, 所以其节能的内容也很多, 而且涉及到的方面也很广泛。在汽轮机组的启动过程和运行过程中, 为了保持凝汽器的真空状态, 提高机组的经济性, 必须使用抽气设备。凝汽设备的主要组成部分有:抽气器、汽水管道、动力泵、阀门、冷却器等。其中抽气器为除气系统的关键设备。目前火电站的抽气器主要有三种形式:水环真空泵、射汽抽气器以及射水抽气器。随着电力工业的发展和有偿使用水资源政策的实施, 电力企业越来越重视对射水除气设备进行技术改造, 节约能源和水资源, 减少运行的成本, 提高电力企业的经济性。电泵换成汽泵之后的经济效益有两方面:一是从改造之后的机组整体的经济性的提高 (供电的煤耗的减少) 中获得;二是由于改造之后减少了厂用电, 从而增加了上网的电量, 这就为企业带来了经济效益。改造之后的汽动给水泵的噪声降低了, 运行也比较稳定, 可以进行灵活的调节, 减少了检修人员以及运行人员的工作量, 设备的安全可靠性也提高了。

四、结语

我国燃煤火电机组的数量不断增加, 发电消耗了大量的煤炭, 进行优化运行和采取节能改造是我国能源战略的重要研究内容。调整辅机设备和主机设备的主要运行参数, 使得燃煤机组达到经济指标最优, 降低运行的成本, 实现燃煤机组的优化运行。目前火电机组的装机容量越来越大, 燃料的成本也不断增加, 节能增效越发重要。机组的优化运行以及辅机的节能改造是技术水平非常高的研究工作, 它与具体实际结合非常紧密, 涉及到的内容非常广泛。本文的研究深度和广度都是有限的, 还需要进一步的研究。

参考文献

[1]郑体宽.热力发电厂[M].北京:水利电力出版社, 1986.

[2]洪波.火力发电厂运行优化理论及软件研究[D].上海交通大学硕士研究生论文, 1995.

[3]林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安:西安交通大学出版社, 1994.

[4]汪孟乐.火电厂热力系统分析[M].北京:水利电力出版社, 1992.

换热机组节能改造应用 篇7

热电低真空供热系统是提高热电运行效率, 减少能源消耗的重要手段。若采用汽轮机凝汽器循环水完全闭合运行的采暖方式, 可将汽轮机凝汽器的冷端热损失全部回收利用。但是, 实现这个目标, 仍存在许多系统对接的实际问题。诸如, a) 汽轮机组的设计生产系列, 未按供暖热网的要求设计;b) 热电系统的备用机组, 未调配为共用循环水系统的、独立运行的汽轮机组;c) 热网系统在采暖初期和采暖终期的热负荷与汽轮机低真空运行的冷负荷不恰好相等;d) 汽轮机运行时的抽汽热负荷不是稳定不变的;e) 至今还没有完善的、与热电低真空运行对接的设计规范。

基于以上问题, 实现热电系统汽轮机在低真空运行状态下运行, 尚需进行技术改造。

1 热电低真空供热系统运行状况分析

热电系统汽轮机在低真空运行时汽轮机机组生产出的热水, 部分用于低真空供热, 部分还需经凉水塔散冷后再回到凝汽器。由于冬季凉水塔的环境温度比夏季低30 ℃, 采暖热水温度又高于夏季, 即使送入凉水塔的水量较少, 流经凉水塔的高温热水热能散失也非常严重。热网系统热用户的位差较大时, 还需利用热力站水泵从公共供热管道中进行热水调配, 致使供热管网热水流量波动得更加显著, 从而造成能损失。下面以一组低真空供热系统的实际运行数据 (见表1) , 对热电低真空供热系统运行状况进行分析。

在室外温度为0 ℃, 循环水总量为11 000 t, 低真空供热送出水量为4 100 t, 总计15 100 t。为保证供电负荷, 1号机组的抽汽量为25.00 t, 2号机组抽气量为40.00 t, 总用汽量为65.00 t, 总凝汽量为176.00 t。2台机组的循环水量均为为7 750 t/台。其中, 1号机组低真空供热的供水温度为51.0 ℃, 回水温度为41.0 ℃, 供水量为4 200 t, 机组凝汽器进水温度为38.2 ℃, 凉水塔的供水温度为12.4 ℃。

依此算得1号机组的凝汽热量为:

4 200×1 000× (51.0-38.2) =53 760 000 kJ。

设1号机组从凉水塔取用的水量为x, 按式 (1) 计算,

4 200×41+12.4x= (4 200+x) 38.2 t, (1)

得1号机组从凉水塔取用的水量为456 t, 1号机组的总循环水量为 (4 200+456) t=4 656 t, 其低真空运行供出的热量为:

4 656×10×1 000×4.18=194 620 800 kJ。

按照凝汽器中水蒸汽温度为51.0+10.0=61.0 ℃计, 此时, 蒸汽焓值为2 355 kJ/kg, 蒸汽压力为0.022 MPa, 所对应的凝汽量为:

53 760 000 kJ÷2 355 kJ/kg÷1000=82.64 t。

因此, 2号机的凝汽量为176.00-82.64=93.36 t, 2号机的抽汽量为124.00-93.36=30.64 t;1号机的抽汽量为117-82.64=34.36 t;2台机组总的抽汽量为 (30.64+34.36) =65.00 t。

按照凝汽器中10 ℃的温差计算, 2号机组的凝气温度为 (12.4+10.0) =22.4 ℃, 蒸汽压力为0.002 6 MPa, 对应的蒸汽焓值为2 448.4 kJ/kg。

设2号机组的循环水量为y, 则:

2 448.4×93.36×1 000=4.18×1 000× (19.1-12.4) y,

解得2号机组的循环水量为8 162 t。

在冬季工况下, 通过低真空运行减少发电, 实际利用的热能为:

4 200×1 000×10×4.18=175 560 000 kJ,

回收后又排放掉的热能为:

456×1000× (51.0-12.4) ×4.18=73 574 688 kJ,

热能排放与利用的比例为:

24 397 824/175 560 000=41.91%。

当环境温度升高时, 这个比例还会进一步上升。

若整个冬季平均按照这个比例计算, 1个冬季排放的热能为:

73 574 688 kJ×5×30×24=264 869 GJ,

按照热能25元/GJ计算, 少收入为662×104元。

低真空运行后, 机组实际减少的发电量仅为总发电量的6%, 25 MW机组1个冬季少发的电量为:

25 000×0.06×5×30×24=540×104 kW·h,

白白扔掉的电力为162×104 kW·h, 按照0.5元/kW·h计算, 增加了81×104元的电费支出, 1个采暖期减少收入743×104元。

由此可见, 采取更为节能的热能回收工艺势在必行。

2 在热电凝汽器循环水系统中采用常规压缩热泵工艺

热电凝汽器循环水系统中采用常规压缩热泵工艺, 具有以下更为节能的热能回收特点。

a) 由于热电凝汽器循环水温度高于许多地区的地下水温度, 因而, 热泵机组的运行效率更高, 可提高4.5倍～5.0倍;b) 与地下水源热泵相比, 可减少抽取地下水和回灌水所需的能量。这不仅节能且不造成对地下水的污染;c) 与循环水经凉水塔循环相比, 不仅动力消耗低, 且因循环水温度降得更低, 更有利于提高凝汽真空度, 增加汽轮机发电量, 降低发电标煤耗率;d) 与低真空运行相比, 增加的发电量更加显著, 因而更加节能;e) 热泵机组具有自动卸载功能, 调节负荷的适应性广, 可灵活适应部分采暖面积增加与随着气候变化调节负荷的需要;f) 对于采暖面积没有硬性对接要求, 可以随着供暖面积的增加投入更多的热泵机组;g) 与锅炉采暖相比, 土建投资和初期投资小, 投资回收期短, 操作全部自动化, 劳动效率高;h) 使用热泵回收低温循环水热能以后, 可进一步降低循环水散失, 降低发电耗水。

压缩热泵的缺点是需要成比例地消耗电力。

3 溴化锂热泵的应用

溴化锂热泵是1种新的热泵技术。机组利用汽轮机组部分0.3 MPa的抽汽作为动力, 通过吸收式热泵系统将循环水从20 ℃降低到15 ℃;利用热量回收转换, 将采暖热水从45 ℃加热到65 ℃。与低真空工艺相比, 不需要发电蒸汽全部投入低真空运行, 因此, 对发电生产的影响较小。由于溴化锂热泵加热后的水温高, 在同样的采暖强度下, 可以降低采暖热水流量, 从而在不改造热水管网的情况下, 就可提高集中采暖面积。

溴化锂热泵的主要能源消耗为从汽轮机低压缸抽汽0.3 MPa左右蒸汽/背压蒸汽, 其供热系统工艺流程见图1。

2.1 流程描述

在电厂供热首站, 将电厂汽轮机凝汽器出口的全部或部分20 ℃的循环水, 引入供热首站的吸收式热泵;热泵回收循环水余热后, 温度降低至15 ℃再回到循环水系统。利用部分汽轮机0.3 MPa抽汽, 通过热泵将45 ℃供热回水加热升温至65 ℃, 供集中供热使用。在采暖高峰季节, 还可利用抽汽, 通过汽水换热器再将热水提升到80 ℃以上, 作为供热调峰。

2.2 吸收式热泵主要工艺参数

单套25 MW机组吸收式热泵的主要工艺参数见表2。

根据饱和水、饱和水蒸气的热力学性质与压力的关系 (见表3) 。

按照热泵机组蒸汽凝结水温度70 ℃计, 25 MW溴化锂热泵输入的蒸汽能量为:

22 500× (2 543.6-70×4.186) =50 638 050 kJ, 折合12.1 MW。

从循环水中回收的热能为:

1 720×1 000× (20-15) ×4.186/3.6=10 MW

抽汽部分水蒸气压力从0.3 MPa发电降低到0.002 5 MPa的内能变化为:

2 543.6-2 404.4=139.2 kJ/kg,

理论上发1 kW·h电所需的蒸汽为:

3 600 kJ÷139.2 kJ/kg=25.86 kg,

按照汽轮机效率85%计算, 减少的发电量为:

22 500/25.86×0.85=740 kW。

与普通热泵机组相比, 回收热能部分COP值为:

10×1 000÷740=13.5。

由于汽轮机凝汽器循环水出水压力为0.115 MPa, 溴化锂机组余热水的最高压头损失只有9 m, 输送功率进一步减小, 节电量远远大于机组本身的电力消耗。

4 结语

使用溴化锂热泵比常规热泵更经济, 且因没有凉水塔蒸发与飘水损耗, 节水性能更加显著, 再加上采暖面积对接灵活, 没有通过凉水塔排放高温热水的问题, 节能效果明显。

摘要：分析了热电真空供热系统运行的状况, 叙述了在热电凝汽器循环水系统中采用的常规压缩热泵工艺, 指出, 使用溴化锂热泵比常规泵更经济, 节能效果更明显。

换热机组节能改造应用 篇8

溴化锂吸收式制冷机主要是由吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器四部分组成的。 冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却,冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发,成为冷剂蒸汽,进入吸收器内,被浓溶液吸收,浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高,最后进入再生器,在再生器中稀溶液被加热,成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器,温度被降低,进入吸收器,滴淋在冷却水管上,吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,成为稀溶液。另一方面,在再生器内,外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸气进入冷凝器被冷却,经减压节流,变成低温冷剂水,进入蒸发器,滴淋在冷水管上,冷却进入蒸发器的冷水管内。以上循环如此反复进行,最终达到制取低温冷水的目的。

作为以热源为动力,水为制冷剂,溴化锂溶液为吸收剂,制取0 ℃以上低温水的一种制冷设备,溴化锂吸收式制冷机这种制冷设备具有节能省电的优点,可利用低品位热源作原始动力提供制冷;溴化锂吸收式制冷机组运动部件少,运转平稳,机组安装简便,噪声小;溴化锂吸收式制冷机结构简单、制造方便,负荷变化时机组性能稳定,并可以在10%～100%之间进行冷量无级调节等优点。

因为溴冷机的制冷剂是水,制冷温度只能在0 ℃以上,一般不低于5 ℃,故溴冷机多用于空气调节工程作低温冷源,我国进入20世纪90年代以后,溴化锂机组得到了迅速的发展,特别适用于大、中型空调工程中使用。

2 现场情况概述

溴化锂制冷机组空调系统通常可分为五个系统,即:制冷机组系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、冷却水塔系统及新风机组系统。为了能更好地论述溴化锂制冷机制冷机组节能改造,本文选取了天津一大型综合商场的溴化锂制冷机进行分析。

2.1 制冷机组系统

1)该商场采用两台溴化锂制冷机组,由于使用年限较长,设备效率衰减比较严重,只有原设计能力的40%～50%,实际制冷量为1 500 kW以下。由于机组制冷量降低,使空调系统不能满足正常制冷需要。现在商场供冷面积26 400 m2,如果商场制冷负荷按较低的指标150 W/m2计算,总负荷应为3 960 kW,与现有实际的制冷量1 500 kW相比负荷缺口非常大,在2 460 kW以上,这是造成商场温度偏高的根本原因。2)商场营业面积增加,现营业面积为2.64万m2。3)商厦灯光负荷增加,照度加大,发热量增加。4)溴化锂制冷机组出口温度偏高,温差小,使得所有空调机组、风机盘管不能正常出力。

2.2 冷冻水循环系统

1)冷冻水系统分为五路分支循环,每路分支系统的负荷、管网的阻力系数、垂直高度等条件都不相同,而系统不具备调控手段,造成系统水平、纵向失调,通过现场实际测量分支流量,可以确定失调问题的存在。2)冷冻水循环系统水泵流量偏小,实际测量流量460 m3/h左右,经过计算流量应在540 m3/h以上为好。3)由于冷冻水循环系统在冬季进行供热运行,流量与夏季一样,增加运行成本,造成浪费(供热需要流量比供冷小)。

2.3 冷却水循环系统

1)冷却水循环系统水泵流量偏小,单台运行流量450 m3/h;双台运行流量560 m3/h,如果采用双泵运行,会增加运行成本,造成浪费,经过计算,单台运行流量应在680 m3/h左右,冷却水循环应采用单泵运行。2)由于冷却水循环水泵流量不能调控,冷却水温差不能保证。3)冷却水池没有自动补水控制,造成系统带气运行,影响设备使用寿命。

2.4 冷却水塔系统

冷却水塔系统为900 m3/h中温冷却水塔,采用单台75 m3/h,共12台;每台风机功率3 kW,由于冷却水塔系统有一定富余度,在初、末运行期全部运行时有节能需求。

2.5 新风机组系统

1)新风机组新风风门没有自动调节控制系统,不能合理利用新风;2)新风机组进出口温度没有控制装置,冷媒流量没有调节装置;3)新风机组没有风量调节装置,不能根据实际负荷需求控制风量;4)风机送风系统有局部失调现象,有的地方还比较严重。

3 热环境测试指标及评价

气温对体温调节起主导作用,是描述环境影响人体热反应的主要因素,也是决定热舒适条件的重要参数。实验表明,人可以耐受的室内温度,冬季下限为0 ℃～8 ℃,夏季上限为28 ℃～30 ℃。对于穿一套单衣服静坐的人,在气流速度很小且无明显热辐射的温度环境中,舒适的气温约为(23.5±2)℃,气温在28 ℃～30 ℃时可保持恒定的体温,夏季和冬季由于服装隔热和室内外温差作用,可使舒适气温分别提高或降低2 ℃～2.5 ℃。

夏季气流也影响人体的对流和蒸发散热,在气温小于皮肤表面温度时,每增加1 m/s的气流速度,会使人感到气温降低2 ℃～3 ℃。相反,在气温大于皮肤表面温度时,反而会有热的感觉,其热感觉还会随着温度的增加而增加。在室内热环境中舒适温度的气流速度一般为0.15 m/s～0.25 m/s。

对于较完善的空调系统应符合许多条件要求及具备相应设备、控制技术等,比较主要的条件要求为以下几点:1)空调系统在使用中的舒适度要求:a.温度;b.风速,风压;c.空气新鲜度。2)空调系统运行条件的要求:a.质调节:冷(热)源温度控制:7 ℃～12 ℃(供冷),60 ℃～50 ℃(供热);b.量调节:循环水泵:热(冷)水循环量控制在50%～100%之间。

4 商场节能改造方案

4.1 空调系统节能控制方案原理图

由图1可以看出,在保证舒适度的前提下,有效的控制现场(风量)是主要控制手段,由于用户现场风量的减少,新风机组的风压增加控制柜根据设定的压差自动控制风机转速,保证新风机组稳定运行,由于新风机组负荷的减少,电动调节阀调整冷(热)媒流量,制冷(热)机组循环水量减少,控制柜自动控制循环水泵循环量。制冷(热)机组根据负荷变化,自动控制制冷(热)量,达到节能目的。如果采用自动集中监控系统,可以随时根据现负荷的变化控制能量,达到最佳目的。如果采用单环控制,系统能依靠操作人员根据负荷的变化人工调节,准确性舒适度很难保证。

4.2 系统节能控制原理图说明

1)商场可根据不同楼层控制环境温度,达到舒适节能;2)新风机组可以根据商场每个区域的实际负荷需求均衡送风,根据回风温度控制风机转速(变频控制);3)每层的新风机组可以根据每层商场实际负荷变化自动控制冷(热)水循环量(流量调节),保证送风温度;4)根据整个商场的实际负荷变化自动控制冷冻(热)水循环量进行恒压控制,保证系统循环稳定均衡运行(变频控制);5)冷却循环水采用温差控制循环水量(变频控制),达到经济运行;6)冷却水塔风机采用温差控制风机风速(变频控制);7)根据整个商场的实际负荷变化自动控制制冷(热)量,达到经济运行;8)做好系统分支的水力平衡。

4.3 溴化锂机组节能控制可实现的效果

1)当商场实际负荷发生变化时,溴化锂机组系统节能控制是根据闭环形式自动控制的;2)溴化锂机组根据整个商场的实际负荷变化自动控制冷冻(热)水循环量,保证系统循环稳定均衡运行;3)溴化锂机组根据冷却水供(回)水温度,自动控制冷却水循环量及冷却塔风机转速;4)溴化锂机组根据整个商场的实际负荷变化自动控制制冷(热)量。

4.4 新风机组系统节能控制可实现的效果

1)当每层商场实际负荷发生变化时,新风机组系统节能控制是根据闭环形式自动控制的;2)商场每个区域根据实际需要设定所需室内温度,新风机组可根据不同区域自动控制环境温度;3)新风机组可以根据商场每个区域的实际负荷需求均衡送风,保证送(回)风风压(风速);4)每层的新风机组可以根据每层商场实际负荷变化自动控制冷(热)水循环量,保证送(回)风温度。

4.5 具体的改造方案

1)制冷机组系统。

现在商场供冷面积26 400 m2,如果商场制冷负荷按较低的指标150 W/m2计算,总负荷应为3 960 kW,现有实际的制冷量为1 500 kW,负荷缺口在2 460 kW以上,因此,我们建议增加冷源,保证商厦基本制冷需求。

新上制冷机组建议采用具有变频控制系统的机组,解决机组启动电流大,变压器超负荷问题,也能控制不同时期制冷负荷的变化,达到经济运行的目的。

2)冷冻水循环系统。

由于冷冻水系统分为五路分支循环,每路分支系统存在流量失调问题,因此,我们建议每路分支系统采用手动平衡阀进行流量平衡。

冷冻水循环系统水泵流量偏小,实际测量流量为460 m3/h左右,经过计算流量应在630 m3/h;32 m扬程;75 kW,冷冻水应采用单泵运行。

由于冷冻水循环系统在冬季进行供热运行,而供热需要流量比供冷小,所以,循环系统应采用变频控制流量系统,以达到经济运行的目的(制冷机组冷冻水循环允许在60%～100%运行)。

3)冷却水循环系统。

冷却水循环系统水泵流量偏小,单台运行流量450 m3/h;双台运行流量560 m3/h,如果采用双泵运行,增加运行成本,造成浪费,经过计算,单台运行流量应在760 m3/h;50 m扬程;132 kW,冷却水循环应采用单泵运行。

建议冷却水循环水泵流量采用流量控制,保证冷却水温差在最佳状态(制冷机组冷却水循环允许在60%～100%运行)。

冷却水池增加自动补水控制,满足系统运行要求,保证设备使用寿命。

4)冷却水塔系统。

冷却水塔系统为900 m3/h中温冷却水塔,采用单台75 m3/h,共12台;每台风机功率3 kW,由于冷却水塔系统有一定富余度,在初、末运行期全部运行时有节能需求,建议采用变频风机,提高冷却水塔工作效率,降低噪声,增加设备使用寿命,达到经济运行的目的。

5)新风机组系统。

新风机组新风风门采用自动调节控制系统,合理利用新风,建议早晚换新风,中午不换新风。

新风机组进出口温度采用自动控制装置,控制机组流量保证出口温度,满足机组运行工况及系统流量平衡。

新风机组采用风量调节装置,根据实际负荷需求控制风量,达到经济运行的目的。

解决送风系统有局部失调问题,系统的平衡区域环境温度,保证商厦舒适度。

5 改造方案节能量分析

5.1 概述

根据商场全年的室内、外温度和供热、供冷负荷需求情况分析,全年实际运行中负荷的变化比较大,因此,通过对空调系统进行技术改造,进行科学的、有效的控制,在满足商场舒适度的前提下,会得到非常明显的节能效益。商场全年负荷参数图见图2。

5.2 制冷机组系统

按照现在机组负荷能力,商场在7,8月份不能满足需求,6,9月份基本满足需求,其他时间有节能空间,一般在10%～15%左右。

如果增加制冷设备,基本上满足全年的运行要求,有10个月左右的节能时间,节能空间在15%～25%左右。

5.3 冷冻水循环系统

系统改造后,每个分支系统循环水量得以平衡,冷冻水循环水量便于控制,采用变频控制流量系统后,在满足每个分支、各层机组需求的基础上,达到经济运行的目的,平均节能在15%～20%左右(制冷机组冷冻水循环允许在60%～100%运行)。

5.4 冷却水循环系统

系统改造后,冷却水循环系统可以保证冷却水温差在最佳状态,达到经济运行的目的,平均节能在15%～20%左右(制冷机组冷却水循环允许在60%～100%运行)。

5.5 冷却水塔系统

冷却水塔风机采用变频控制后,提高冷却水塔工作效率,降低噪声,增加设备使用寿命,达到经济运行的目的,平均节能在15%～20%左右。

5.6 新风机组系统

新风机组新风风门采用自动调节控制系统,合理利用新风,整体节能在20%左右。

新风机组进出口温度采用自动控制装置,控制机组流量保证出口温度,满足机组运行工况及系统流量平衡。新风机组采用风量调节装置,根据实际负荷需求控制风量,满足商场舒适度需求,达到经济运行的目的,平均节能在15%～20%左右。

6 结语

综合以上空调系统几个方面的节能分析,商场在空调系统整体改造后,可以进一步提高商场的舒适度,并能达到经济运行,降低维护费用,增加设备使用寿命,提高管理水平,系统节能率在20%以上。

参考文献

换热机组节能改造应用 篇9

火电厂在发电过程中容易形成污染, 为减轻污染程度, 静电除尘器的应用越来越多。虽有利于环保, 但耗电量大。因此, 在不影响功能正常发挥的前提下, 如何降低耗电量是当前考虑的重点。在长期实践探索中, 静电除尘器节能技术有了一定进步, 为适应新形势下的要求, 应做进一步改造。

1 实例分析

某火电厂有4台600MW亚临界燃煤机组锅炉, 型号为HG-1900/25.4-YM4, 由哈尔滨锅炉有限责任公司生产。机组静电除尘器来自陕西静电除尘器生产厂家, 性能稳定, 可起到预期的环保效果。因该厂担负着整个市的供电, 4台机组工作时间长, 静电除尘器在运行中消耗的电能较多, 加重了该厂的经济负担。使用中以手动调节为主, 虽能起到一定的节能效果, 但负荷不同时调整幅度也有差异, 节能效果不明显。为节约成本, 需对静电除尘器进行节能技术改造。

2 600MW火电机组静电除尘器节能技术改造

(一) 制定改造方案

结合静电除尘器的节能原理分析, 要想取得更好的节能效果, 需更新高压控制、低压振打控制系统, 增加自动节能控制功能, 增设机组负荷等反馈信号。

(1) 改造高压柜和振打系统。对16台高压控制柜的控制软件和硬件进行更换, 保留其通信、保护等功能;完成4台电磁振打系统的更新, 多了一项断电振打功能。改造后的控制柜均能自动检测工作状况, 并主动适应其变化。

(2) 改造IPC控制系统。在IPC控制系统平台上对系统软件进行升级, 增加了多项功能, 如TR扩展配置、节能数据处理、节能参数调整等。

(3) 为准确检测各台机器出口烟气的浊度, 相继安装了浊度仪。从分散控制系统敷设机组负荷信号电缆至电除尘器程序控制台, 提供负荷控制信号源给IPC系统。同时在高压控制柜和低压控制柜之间敷设高低压联动控制信号电缆。

(4) 节能运行调试。这4台机组锅炉在实际中结合浊度仪的浊度信号, 通过分析工况, 可设置节能控制设备参数, 包括负荷系数、节能系数、节能路线图以及完成程度等, 符合国家规定的烟气排放要求, 且减少了耗电量。

(二) 改造效果分析

在对原来的静电除尘器系统进行节能技术改造后, 实现了以烟气浊度信号、机组负荷以及排烟温度等参数作为闭环反馈控制信号, 自动选择高压柜运行方式。调节各运行参数以及振打模式。新系统增加了自动控制功能, 改变了以往人工操作的方式, 使用IPC控制系统加以控制, 有效解决了人工方式的不足, 且使得设备更加稳定可靠。新系统有节能模式、监控模式等, 以节能模式为例, 人们还可以选择普通、增强、超级等多个等级。

(1) 运行效果

断电振打功能的增加是此次改造的一大亮点, 通过极板进行断电振打, 即在某一分区进行振打时, 对本区域的高压柜断电, 从而减弱粉尘的粘附力, 取得更好的振打效果。同时能够减少积灰, 为除尘器的极板和极线提供较为干净的运行环境, 实现节能。断电振打功能的优势在于通过减少极板上的积灰, 可降低反电晕的影响;提高有效电压输出;无效能耗减少, 有利于延长振打装置的使用寿命。

在改造中, 断电振打功能提高了静电除尘器的节能效果, 使其运行更加稳定。当电场断电时, 粉尘的粘附力有所削弱, 使得未断电时振打不下去的粉尘可在此时打下去。4台静电除尘器采用断电振打模式后不久, 对其极板进行检查, 积灰全部被清除, 清洁度大幅增加。

(2) 经济效果

从测试的结果看, 与改造前相比, 改造后的高压控制柜的电晕功率从原来的1520KW降低至856.5KW, 烟尘浊度从原来的14.8%降至13.4%。效益测算的前提条件为: (1) 按锅炉燃用煤质不变进行测算; (2) 按当年的机组负荷率为67%, 机组年运行6000h测算; (3) 仅考虑由于电晕功率降低而产生的节能效果, 节电率按70%计算; (4) 成本价按0.3元/KW·h计算; (5) 改造是在机组不停运的情况下, 分阶段、分布实施技术改造施工, 采用停一台整流变压器, 改一台控制柜、调试一台柜子的方法, 尽可能缩短设备停运周期, 最大限度地减少了对除尘器的影响, 所以测算中不考虑停运损失。

1台锅炉静电除尘器每年可以节电606.61万KW·h, 节约资金181.98万元, 4台机器每年可节约资金727.93万元, 经济效益十分显著。此次改造共投入172万元, 改造后耗电量大幅减少, 节约了大量成本。仅此一项收益, 使改造投资有望在3个月内收回。另外, 随着静电除尘器稳定性的增加, 减少了事故发生, 节约了大量维护费用。

3 结束语

静电除尘器在火电厂中发挥着重要作用, 可辅助除尘、排烟, 有利于环保。但设备在运行时消耗大量的电能, 增加火电厂的成本。为实现更好的节能效果, 需对除尘器的节能技术进行改造。

参考文献

[1]李彬, 李克.600MW火电机组静电除尘器新型节能技术应用研究[J].科技情报开发与经济, 2010, 24 (28) :143-145.