垃圾焚燒發(fā)電廠主蒸汽管道管徑選擇

固廢網(wǎng)訊:摘要：本文比較了垃圾焚燒發(fā)電廠與火力發(fā)電廠在主廠房布置等方面的不同，結(jié)合工程實例，分析了目前在進(jìn)行垃圾焚燒發(fā)電廠主蒸汽管道管徑選擇時所存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決方法，以期為其他設(shè)計者提供一定的參考。

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城市生活垃圾的產(chǎn)量也越來越多。目前，我國城市生活垃圾年產(chǎn)量約為1.5億噸，且這一數(shù)字還在以每年8%～10%的速度增長[1]，生活垃圾的處理已成為制約我國城市發(fā)展的一大難題。當(dāng)前，我國生活垃圾主要靠填埋的方法進(jìn)行處理，然而，大量填埋垃圾不僅占用了土地，還會對土壤、地下水和空氣造成嚴(yán)重的二次污染。垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)不僅可以解決垃圾處理問題，而且還能通過發(fā)電上網(wǎng)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，因此，受到人們越來越多的關(guān)注。近年來，垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)在我國得到了快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，我國已有28個省、自治區(qū)及直轄市的大中小城市建成了約140座垃圾發(fā)電廠。據(jù)預(yù)計，到2020年我國將新增垃圾發(fā)電裝機(jī)容量330萬千瓦左右[2]。然而，同世界先進(jìn)水平相比，我國垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，在垃圾焚燒發(fā)電廠的設(shè)計方面，除《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》外，尚缺少專門的汽水管道、煙風(fēng)管道等的設(shè)計規(guī)范，目前垃圾焚燒電廠的設(shè)計大都是參照火力發(fā)電廠的相關(guān)設(shè)計規(guī)范來進(jìn)行的。但是，由于垃圾焚燒電廠是以焚燒達(dá)到垃圾清潔處理、減容并回收部分能量為目的，與火力發(fā)電廠的建設(shè)目的、燃料、工藝及系統(tǒng)流程、設(shè)備及廠房設(shè)置等方面都會有明顯差別，按照火力發(fā)電廠的設(shè)計習(xí)慣進(jìn)行垃圾發(fā)電廠的設(shè)計，就可能會產(chǎn)生某些問題，本文就垃圾焚燒電廠汽水管道管徑選擇方面提出了一些思考與建議。

2 問題的提出

目前，設(shè)計人員在進(jìn)行垃圾電廠主蒸汽管道管徑選擇時，是參照《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定》來進(jìn)行相關(guān)計算和選型的。確定管徑時按下式進(jìn)行計算：

式中Di為管子內(nèi)徑，G為介質(zhì)質(zhì)量流量，υ為介質(zhì)比容，ω為介質(zhì)流速，Q為介質(zhì)容積流量。其中，介質(zhì)的流速根據(jù)推薦流速表來選取，主蒸汽管道的推薦流速為40~60m/s。

多年來，電廠設(shè)計中都是以管道內(nèi)介質(zhì)的推薦流速作為管道內(nèi)徑選擇的依據(jù)。在滿足管道通流能力及其允許壓降的基礎(chǔ)上，流速的大小直接關(guān)系到管道系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。由于具體工程中實際情況比較復(fù)雜，相互差異較大，很難通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定各類管道確切合理的介質(zhì)流速?！痘鹆Πl(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中管道介質(zhì)的推薦流速表則是在收集了許多國外相關(guān)單位的規(guī)定，并結(jié)合了多個國內(nèi)引進(jìn)機(jī)組電站中管道介質(zhì)的實際流速，經(jīng)過綜合比較分析后確定的[3]。

然而，由火電廠實際運行參數(shù)所確定的這些經(jīng)驗數(shù)值，并不一定完全適合作為垃圾焚燒發(fā)電廠的設(shè)計依據(jù)。以主蒸汽管道的設(shè)計為例，以往我們所設(shè)計的垃圾焚燒發(fā)電廠中，存在用戶反應(yīng)主蒸汽管道壓降偏大，汽機(jī)進(jìn)氣壓力偏低的情況。仔細(xì)分析其原因，發(fā)現(xiàn)是由于與常規(guī)火電廠相比，垃圾焚燒電廠主蒸汽管道長度很長，設(shè)計者進(jìn)行計算時采用了推薦流速而又沒有進(jìn)行壓降核算造成的。

我們知道，由于焚燒工藝的不同，火力發(fā)電廠和垃圾焚燒電廠在主廠房的布置方式上有很大的差別：

火力發(fā)電廠主廠房一般包括鍋爐間、汽機(jī)間、除氧間、煤倉間、引風(fēng)機(jī)室等部分組成，布置形式上基本采用汽機(jī)房、除氧加熱器間、煤倉間、鍋爐房順序排列的四列式布置方式。為節(jié)省空間，許多電廠還采用煤倉間與除氧間合并布置的三列式布置方式，如圖1所示[4]。

而垃圾焚燒發(fā)電廠主廠房主要由垃圾卸料平臺、垃圾儲存池、鍋爐間、尾氣凈化間、除氧間、汽機(jī)間等部分組成，考慮到垃圾給料的可靠與便利，主廠房一般順序布置垃圾卸料平臺、垃圾儲存池、鍋爐間、尾氣凈化間，除氧間和汽機(jī)間則并列布置在鍋爐間的固定端側(cè)，與鍋爐房成L型布置，如圖2所示[5]。有時受工藝條件的限制，汽機(jī)間還必須和主廠房分開，中間用管道連廊同主廠房相連接，如圖3所示。對比可以發(fā)現(xiàn)，垃圾焚燒電廠汽機(jī)與鍋爐之間的距離一般要比火力發(fā)電廠的大，垃圾焚燒電廠的主蒸汽管道要比火力發(fā)電廠的長，根據(jù)不同垃圾焚燒鍋爐容量，垃圾焚燒電廠主蒸汽管道長度一般比常規(guī)火電廠長30米~150米左右。

按照《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中的有關(guān)規(guī)定，蒸汽管道的壓降可按達(dá)西公式計算：

其中，λ為管道摩擦系數(shù)，L為管道總展開長度，Σξ1為管道總局部阻力系數(shù)。

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