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垃圾焚烧发电厂一体化孔板流量计系统设计浅析

来源: 作者: 发布日期:2020-06-15

     [摘 要]一体化孔板流量计系统设计在垃圾焚烧发电厂中非常重要。本文介绍了一体化孔板流量计系统的设计相关内容,通过引入工程实例来进行分析,并对一体化孔板流量计系统的设计要点进行了总结,以期为同行设计提供参考。

    随着居民生活质量的提高,城市规模的逐渐扩张,随之而来的便是城市中生活垃圾的大量产生,垃圾焚烧是处理城市生活垃圾的重要方式。通过焚烧垃圾进行发电不仅能够处理成为垃圾,而且能够进一步减少煤炭等资源的消耗,可以说既保护了环境,又节约了资源,而发电厂又可以向所在的城市提供电能。

    垃圾焚烧发电厂与传统的火电厂一样也需要大量的水,一体化孔板流量计系统设计的好坏,直接影响全厂的水耗、能耗和经济效益。本文介绍了一体化孔板流量计系统的设计相关内容,通过引入工程实例来进行分析,并对一体化孔板流量计系统的设计要点进行了总结,以期为同行设计提供参考。

    1 一体化孔板流量计系统概述
    垃圾焚烧发电厂一体化孔板流量计系统主要供汽机凝汽器、空冷器和冷油器使用,一体化孔板流量计流程为:一体化孔板流量计池→循环水泵→循环水管→设备(汽机凝汽器、空冷器和冷油器)→冷却塔→回流一体化孔板流量计池。一体化孔板流量计由循环水泵从循环冷却吸水井吸水,加压提升至汽机设备进行冷却,冷却出水经冷却塔冷却到一定温度后,回流到冷却塔下一体化孔板流量计池,循环使用,流程简图如图1 所示。

    一体化孔板流量计系统设计的关键是冷却塔和循环水泵的选型、管路系统设计,其中循环水泵的扬程计算尤为关键,过高的扬程取值会导致能耗的增加和浪费,反之则会影响循环冷却效果而影响生产运行[1-3]。

 

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    2 工程实例
    为了更深入的分析一体化孔板流量计系统设计,文章以某垃圾焚烧发电厂扩建项目为实例介绍循环水泵扬程设计计算。本项目设计日处理规模垃圾1800吨,工程配置三台600 t/d垃圾焚烧炉及1×30 MW+1×15 MW 凝汽式汽轮发电机组。

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机    本项目一体化孔板流量计系统所需流量为 14541 m3/h,选择 4×4500的机力通风冷却塔组合布置,配置 Q=5500 m3/h 的循环水泵 4 台,3 用 1 备,系统设计流量为 16500 m3/h。管路系统设计简图如下图 2 所示:

 

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澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机    根据 H(m)=H0+Hc+Σhs进行水泵扬程计算[3-4]。 H0为循环冷却集水池非常低液位(-2.50米)至冷却塔配水管(8.20)的高差,取值 10.7 米。

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机    Hc 为冷却塔配水管(槽)的服务水头,根据冷却塔厂家资料取值 2.5 米。

    Σhs为管路系统沿程(hy)与局部损失(hj)之和,按非常不利管路进行水力计算。

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机    根据海曾-威廉公式计算管路沿程损失 hy:

 

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    q-设计流量,取值 4.58 m3/s;
    l—管道长度,取值 700 m;
    Ch—海曾-威廉系数,取值 100;
    dj—管道计算内径,取值 1.792 m;
澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机     计算得 hy=1.43m。 hj=

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   ε–管道局部水头损失系数; 
澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机     v—管道流速,1.8 m/s。

    根据《给水排水设计手册》(非常好册)常用资料计算得管道局部水头损失如下表:

 

局部水头损失计算表

44.jpg

 

    考虑一定的安全余量,水泵扬程非常终确定为 28 m。

    3 一体化孔板流量计系统设计要点剖析
    3.1 循环水泵扬程设计
    循环水泵扬程由以下几部分构成:(1)是循环水泵净扬程H0(m),指水泵吸水井非常低水位至冷却塔配水管(槽)的高差;(2)是控制点要求的非常小服务水头 Hc(m),指冷却塔配水管(槽)的服务水头,一般由冷却塔厂家提供;(3)是管路系统沿程与局部损失之和(hs),需要根据管路布置图进行计算。

    3.2 一体化孔板流量计系统节能设计
    一体化孔板流量计系统在垃圾电厂中属于耗电量较高的系统,该系
澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机 统在冬夏季不同运行工况下所需要的冷却水量不一样,为节约能源,采用变频设计来调整系统运行工况,常采用配置一台变频泵和变频冷却塔的方式来调控。

    3.3 一体化孔板流量计系统节水设计
    一体化孔板流量计系统耗水量约占垃圾电厂总耗水量的80 %~90 %,为达到节水目的,可以采用投加药剂降低提高循环水的浓缩倍率节水,也可以将系统的排污水回水做其他水质要求不高的水系统。

    3.4 循环水的处理设计
    敞开式的循环水系统在不断运行过程中,循环水与大气接触,部分水量蒸发,会出现水中有杂质、水质浓缩、结垢和腐蚀的现象。要对循环水系统的水进行适当的处理以维持系统运行,延长系统使用寿命。采用重力式无阀过滤器过滤循环水中的悬浮物;添加缓蚀阻垢剂使得在系统金属表面形成一层薄膜将金属表面覆盖起来,从而与腐蚀介质隔绝,达到缓蚀目的;添加杀菌灭藻剂以控制微生物的滋长。

    3.5 循环水泵防气蚀设计
澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机     循环水系统水泵流量大,水温高,在运行过程中容易出现气蚀的现象,水泵安装不超过水泵的非常大安装高度时容易发生气蚀,以常熟某扩建项目布置为实例,进行水泵防气蚀设计,具体如下:

 

循环冷却水布置剖面图

    H=(Hg-Hz)-Σh-NPSH 
    Hg—水泵安装地点的大气压 mH2O,查表取值为 10.25 m;
    Hz—水泵安装地点的饱和蒸汽压力 mH2O,查表取值为 0.53 m;
    Σh-水泵吸水管沿程水头损失和局部水头损失之和;
    NPSH-气蚀余量,根据水泵厂家资料取值 8;
    Σh 根据上述水泵扬程计算表计算约为 0.7 米。
澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机     计算得水泵非常大安装高度 H=10.25-0.53-0.7-8=1.02 m

澳门玄机网862727ccml澳门-澳门玄机网www862727com-752626com澳门玄机    图示水泵实际安装高度为-2.050+2.00=-0.05 m<1.02,满足要求,不会发生气蚀。

    实际运行过程中水泵是否气蚀与水泵运行工况点,水泵进水流道等均有关系,应在设计时予以注意和避免,在有条件的情况下尽量降低水泵的安装高度。

    4 结论
    垃圾焚烧发电厂不仅能够处理大量的生活垃圾,焚烧的过程还能够产生电能,充分发挥了垃圾的使用价值。循环水系统的设计在垃圾焚烧发电厂中非常重要,在设计过程应重点考虑循环水泵扬程设计、一体化孔板流量计系统节能设计、一体化孔板流量计系统节水设计、循环水的处理设计、循环水泵防气蚀设计等内容,而冷却塔和循环水泵的选型、管路系统设计和循环水泵的扬程计算尤为关键。现在市场上有些专业的水力计算软件,以后可采用专业软件模拟计算进行比对优化设计。

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