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            一體化孔板流量計

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            垃圾焚燒發電廠一體化孔板流量計系統設計淺析

            作者: 來源: 發布時間:2019-11-14 09:57:01

                [摘 要]一體化孔板流量計系統設計在垃圾焚燒發電廠中非常重要。本文介紹了一體化孔板流量計系統的設計相關內容,通過引入工程實例來進行分析,并對一體化孔板流量計系統的設計要點進行了總結,以期為同行設計提供參考。

                隨著居民生活質量的提高,城市規模的逐漸擴張,隨之而來的便是城市中生活垃圾的大量產生,垃圾焚燒是處理城市生活垃圾的重要方式。通過焚燒垃圾進行發電不僅能夠處理成為垃圾,而且能夠進一步減少煤炭等資源的消耗,可以說既保護了環境,又節約了資源,而發電廠又可以向所在的城市提供電能。

                垃圾焚燒發電廠與傳統的火電廠一樣也需要大量的水,一體化孔板流量計系統設計的好壞,直接影響全廠的水耗、能耗和經濟效益。本文介紹了一體化孔板流量計系統的設計相關內容,通過引入工程實例來進行分析,并對一體化孔板流量計系統的設計要點進行了總結,以期為同行設計提供參考。

                1 一體化孔板流量計系統概述
                垃圾焚燒發電廠一體化孔板流量計系統主要供汽機凝汽器、空冷器和冷油器使用,一體化孔板流量計流程為:一體化孔板流量計池→循環水泵→循環水管→設備(汽機凝汽器、空冷器和冷油器)→冷卻塔→回流一體化孔板流量計池。一體化孔板流量計由循環水泵從循環冷卻吸水井吸水,加壓提升至汽機設備進行冷卻,冷卻出水經冷卻塔冷卻到一定溫度后,回流到冷卻塔下一體化孔板流量計池,循環使用,流程簡圖如圖1 所示。

                一體化孔板流量計系統設計的關鍵是冷卻塔和循環水泵的選型、管路系統設計,其中循環水泵的揚程計算尤為關鍵,過高的揚程取值會導致能耗的增加和浪費,反之則會影響循環冷卻效果而影響生產運行[1-3]。

             

            1.jpg

                2 工程實例
                為了更深入的分析一體化孔板流量計系統設計,文章以某垃圾焚燒發電廠擴建項目為實例介紹循環水泵揚程設計計算。本項目設計日處理規模垃圾1800噸,工程配置三臺600 t/d垃圾焚燒爐及1×30 MW+1×15 MW 凝汽式汽輪發電機組。

                本項目一體化孔板流量計系統所需流量為 14541 m3/h,選擇 4×4500的機力通風冷卻塔組合布置,配置 Q=5500 m3/h 的循環水泵 4 臺,3 用 1 備,系統設計流量為 16500 m3/h。管路系統設計簡圖如下圖 2 所示:

             

            2.jpg

                根據 H(m)=H0+Hc+Σhs進行水泵揚程計算[3-4]。 H0為循環冷卻集水池zui低液位(-2.50米)至冷卻塔配水管(8.20)的高差,取值 10.7 米。

                Hc 為冷卻塔配水管(槽)的服務水頭,根據冷卻塔廠家資料取值 2.5 米。

                Σhs為管路系統沿程(hy)與局部損失(hj)之和,按zui不利管路進行水力計算。

                根據海曾-威廉公式計算管路沿程損失 hy:

             

            3.jpg

                q-設計流量,取值 4.58 m3/s;
                l—管道長度,取值 700 m;
                Ch—海曾-威廉系數,取值 100;
                dj—管道計算內徑,取值 1.792 m;
                計算得 hy=1.43m。 hj=

            6.jpg


               ε–管道局部水頭損失系數;
                v—管道流速,1.8 m/s。

                根據《給水排水設計手冊》(較前冊)常用資料計算得管道局部水頭損失如下表:

             

            4.jpg

            44.jpg

             

                考慮一定的安全余量,水泵揚程zui終確定為 28 m。

                3 一體化孔板流量計系統設計要點剖析
                3.1 循環水泵揚程設計
                循環水泵揚程由以下幾部分構成:(1)是循環水泵凈揚程H0(m),指水泵吸水井zui低水位至冷卻塔配水管(槽)的高差;(2)是控制點要求的zui小服務水頭 Hc(m),指冷卻塔配水管(槽)的服務水頭,一般由冷卻塔廠家提供;(3)是管路系統沿程與局部損失之和(hs),需要根據管路布置圖進行計算。

                3.2 一體化孔板流量計系統節能設計
                一體化孔板流量計系統在垃圾電廠中屬于耗電量較高的系統,該系
            統在冬夏季不同運行工況下所需要的冷卻水量不一樣,為節約能源,采用變頻設計來調整系統運行工況,常采用配置一臺變頻泵和變頻冷卻塔的方式來調控。

                3.3 一體化孔板流量計系統節水設計
                一體化孔板流量計系統耗水量約占垃圾電廠總耗水量的80 %~90 %,為達到節水目的,可以采用投加藥劑降低提高循環水的濃縮倍率節水,也可以將系統的排污水回水做其他水質要求不高的水系統。

                3.4 循環水的處理設計
                敞開式的循環水系統在不斷運行過程中,循環水與大氣接觸,部分水量蒸發,會出現水中有雜質、水質濃縮、結垢和腐蝕的現象。要對循環水系統的水進行適當的處理以維持系統運行,延長系統使用壽命。采用重力式無閥過濾器過濾循環水中的懸浮物;添加緩蝕阻垢劑使得在系統金屬表面形成一層薄膜將金屬表面覆蓋起來,從而與腐蝕介質隔絕,達到緩蝕目的;添加殺菌滅藻劑以控制微生物的滋長。

                3.5 循環水泵防氣蝕設計
                循環水系統水泵流量大,水溫高,在運行過程中容易出現氣蝕的現象,水泵安裝不超過水泵的zui大安裝高度時容易發生氣蝕,以常熟某擴建項目布置為實例,進行水泵防氣蝕設計,具體如下:

             

            5.jpg

                H=(Hg-Hz)-Σh-NPSH
                Hg—水泵安裝地點的大氣壓 mH2O,查表取值為 10.25 m;
                Hz—水泵安裝地點的飽和蒸汽壓力 mH2O,查表取值為 0.53 m;
                Σh-水泵吸水管沿程水頭損失和局部水頭損失之和;
                NPSH-氣蝕余量,根據水泵廠家資料取值 8;
                Σh 根據上述水泵揚程計算表計算約為 0.7 米。
                計算得水泵zui大安裝高度 H=10.25-0.53-0.7-8=1.02 m

                圖示水泵實際安裝高度為-2.050+2.00=-0.05 m<1.02,滿足要求,不會發生氣蝕。

                實際運行過程中水泵是否氣蝕與水泵運行工況點,水泵進水流道等均有關系,應在設計時予以注意和避免,在有條件的情況下盡量降低水泵的安裝高度。

                4 結論
                垃圾焚燒發電廠不僅能夠處理大量的生活垃圾,焚燒的過程還能夠產生電能,充分發揮了垃圾的使用價值。循環水系統的設計在垃圾焚燒發電廠中非常重要,在設計過程應重點考慮循環水泵揚程設計、一體化孔板流量計系統節能設計、一體化孔板流量計系統節水設計、循環水的處理設計、循環水泵防氣蝕設計等內容,而冷卻塔和循環水泵的選型、管路系統設計和循環水泵的揚程計算尤為關鍵。現在市場上有些專業的水力計算軟件,以后可采用專業軟件模擬計算進行比對優化設計。

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