火電廠蒸汽伴熱分析論文

時間:2022-05-02 08:53:00

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火電廠蒸汽伴熱分析論文

摘要:在技術(shù)性能上介紹了電伴熱的技術(shù)優(yōu)勢及蒸汽伴熱方案的缺陷,并就某火力發(fā)電廠1000m長鍋爐儀表管道保溫采用電伴熱和蒸汽伴熱方式,進行了技術(shù),進而得出結(jié)論:在發(fā)電廠的保溫中電伴熱方案在技術(shù)上性能優(yōu)越,在經(jīng)濟上投資合理,效益顯著。

關(guān)鍵詞:伴熱火電廠自控溫電伴熱

0概述

伴熱作為一種有效的管道保溫及防凍方案在火電廠中一直被廣泛應(yīng)用。其工作原理是通過伴熱媒體散發(fā)一定的熱量,通過直接或間接的熱交換補充被伴熱管道的熱損失,以達到升溫、保溫或防凍的正常工作要求。過去很長一段時間內(nèi),在絕大多數(shù)火電廠中,蒸汽伴熱始終是一種主要的保溫方式。其工作原理是通過蒸汽伴熱管道散熱以補充被保溫管道的熱損失。由于蒸汽的散熱量不易控制,其保溫效率始終處于一個較低的水平。而且,由于電廠中需要伴熱的管道一般以儀表管線、工藝管線及化學(xué)管線為主,這些管線比較復(fù)雜,鋪設(shè)蒸汽伴熱管道十分不便。另外,在冬季運行時,蒸汽伴熱管道經(jīng)常會出現(xiàn)"跑、冒、滴、漏"現(xiàn)象,每年冬季電廠維修部門都不得不在管線保溫上花費大量的人力、物力來確保電廠的冬季運行安全。

20世紀70年代,美國能源行業(yè)就提出用電伴熱方案來替代蒸汽伴熱的設(shè)想。70年代末80年代初,包括能源業(yè)在內(nèi)的很多部門已廣泛推廣了電伴熱技術(shù),以電伴熱全面代替蒸汽伴熱。電伴熱技術(shù)至今,已由傳統(tǒng)的恒功率伴熱發(fā)展到以導(dǎo)電塑料為核心的自控溫電伴熱。

1自控溫電伴熱原理及應(yīng)用

自控溫電伴熱方案主要通過自控溫電伴熱線完成。自控溫電伴熱線由導(dǎo)電塑料和2根平行母線加絕緣層、金屬屏蔽網(wǎng)、防腐外套構(gòu)成。其中由塑料加導(dǎo)電碳粒經(jīng)特殊加工而成的導(dǎo)電塑料是發(fā)熱核心。當伴熱線周圍溫度較低時,導(dǎo)電塑料產(chǎn)生微分子收縮,碳粒連接形成電路使電流通過,伴熱線便開始發(fā)熱;而溫度較高時,導(dǎo)電塑料產(chǎn)生微分子膨脹,碳粒逐漸分開,導(dǎo)致電路中斷,電阻上升,伴熱線自動減少功率輸出,發(fā)熱量便降低。當周圍溫度變冷時,塑料又恢復(fù)到微分子收縮狀態(tài),碳粒相應(yīng)連接起來形成電路,伴熱線發(fā)熱功率又自動上升。由于整個溫度控制過程是由材料本身自動調(diào)節(jié)完成的,其控制溫度不會過高也不會過低。因此電伴熱所具有的良好特性是其他伴熱系統(tǒng)所無法比擬的。自控溫電伴熱系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)管道保溫和防凍過程,針對發(fā)電廠伴熱的特殊技術(shù)要求,自控溫電伴熱系統(tǒng)能夠準確、方便地起到保溫、防凍的作用,為電廠冬季的良好運行提供有力保障。由于電伴熱相對于傳統(tǒng)的蒸汽伴熱具有明顯的優(yōu)勢,因而在美國及歐洲得到了廣泛應(yīng)用,,在發(fā)達國家的電廠中已經(jīng)很難找到蒸汽伴熱管道了。電伴熱方案最早進入電力市場是在1986年,在一些世行或亞行貸款的發(fā)電廠如山東石橫電廠已較早地采用了美國瑞侃(RAYCHEM)公司的自控溫伴熱技術(shù)。目前,一些較為化的發(fā)電廠如河北三河電廠、大連華能電廠、以及正在建設(shè)中的山西陽城電廠、天津盤山電廠、山東菏澤、聊城電廠等都已采用了自控溫電伴熱系統(tǒng)。

2蒸汽伴熱與電伴熱方案的比較

電伴熱技術(shù)在火電廠的保溫防凍應(yīng)用中。具有發(fā)熱效率高、安裝簡便、質(zhì)量可靠及使用壽命長(通常為20a)等優(yōu)勢。但采用自控溫電伴熱技術(shù)的一次性投資較蒸汽伴熱方案高,這是目前我國電廠尚未普遍采用電伴熱技術(shù)的主要障礙之一。本文著重從經(jīng)濟效益和效益2方面以火電廠1000m長儀表管線防凍伴熱(維持溫度為5-10攝氏度)采用蒸汽伴熱和電伴熱方案為例進行比較。

2.1投資比較

2.1.1蒸汽伴熱方案

(1)伴熱管道:按工藝要求選用1根DN20伴熱鋼管,管線全長1000m總重量2.27t(DN20,2.27KG/m),單價為5000元/t,則材料費為5000×2.27=11350元;安裝費用(包括安裝材料和人工工資)為7850元。

(2)供汽管道:選用DN100供氣管道,全長1000M。則材料費用為102180元,安裝費用(包括安裝材料和人工工資)為40423元。

(3)供汽管道保溫:選用50mm厚巖棉,外保護層為鍍鋅鐵皮,全長1000m。經(jīng)估算,材料費用為20250元,安裝費用為44200元。

(4)供水和疏水系統(tǒng):包括蒸汽供汽閥門、伴熱管給汽閥、疏水器切斷閥、疏水器及疏水器檢查閥等費用為2550元。

2.1.2電伴熱方案

(1)電伴熱線:自控溫電伴熱線,電壓220V,伴熱溫度為5攝氏度,價格為人民幣133元/m。全長1000米,則材料費用為1000×133=133000元;安裝費用(主要是人工工資),按每m3元,為1000×3=3000元

(2)供電配電系統(tǒng):包括配電室、輸電線路等材料費用為157000元。安裝費用為6810元