前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇九九熱點范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
【關(guān)鍵詞】保溫管;電加熱;工藝研究
1、引言
保溫管又稱作為絕熱導(dǎo)管,主要用于氣體、液體及其他介質(zhì)的輸送,在石油、化工、航天、軍事、集中供熱熱、中央空調(diào)、市政等等管道的絕熱保溫工程中有較廣泛的應(yīng)用[1]。
保溫管是影響節(jié)能的重要因素之一,世界各國非常重視保溫管的研制和保溫管的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代以后,保溫管的生產(chǎn)和應(yīng)用受到國外的普遍重視,為的是大幅度減少能源的消耗量,以致減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng),達(dá)到保護環(huán)境的要求。國外保溫工業(yè)的發(fā)展歷史悠久,而新型的保溫材料也正在不斷地涌現(xiàn)出來。20世紀(jì)80年代以前,我國保溫管的發(fā)展剛剛起步,僅有幾家保溫廠可以生產(chǎn)少量的地下直埋保溫管。改革開放以來,中國保溫工業(yè)經(jīng)過30多年的努力,特別是最近10年的快速發(fā)展,很多新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),產(chǎn)品種類從單一到多樣,產(chǎn)品質(zhì)量也從低到高,產(chǎn)品的應(yīng)用范圍也越來越廣。聚氨酯材料是目前世界上最常用的保溫材料之一。硬質(zhì)的聚氨酯用途最為廣泛,其具有非常多的優(yōu)異性能,在美國和歐洲等國家被廣泛用于保溫隔熱領(lǐng)域。聚氨酯材料約占?xì)W美等發(fā)達(dá)國家的保溫材料中的49%左右,但中國這一比例還不超過20%。因此,用聚氨酯材料制作的保溫管在中國有很大的發(fā)展前景,市場潛力巨大。
高溫電阻絲均勻的分布于耐高溫的不銹鋼無縫管內(nèi),由于結(jié)晶氧化鎂粉具有良好的導(dǎo)熱性能和絕緣性能,在不銹鋼無縫管空隙部分致密地填入,這種結(jié)構(gòu)不但熱效率高,而且非常先,另一優(yōu)勢是發(fā)熱均勻,當(dāng)電流通過高溫電阻絲中時,結(jié)晶氧化鎂粉將產(chǎn)生的熱擴散至金屬管表面,再傳遞到被加熱件或空氣中去,進(jìn)行加熱。但對于加熱工藝的研究鮮有報道,本文主要介紹電加熱工藝的研究。
2、管狀加熱元件
金屬電熱管被廣泛應(yīng)用于電加熱的產(chǎn)品當(dāng)中,最好的金屬是鎳鉻發(fā)熱絲,引用也最廣,最差的是鐵鉻發(fā)熱絲,應(yīng)用較少。應(yīng)用較多的是是鎳鉻絲電熱管,又分為不銹鋼電熱管、鐵質(zhì)電熱管、銅質(zhì)電熱管等;在金屬管與發(fā)熱絲中間有一層氧化鎂(絕緣效果和導(dǎo)熱性能俱佳的材料),按國標(biāo)要求,一般要承受1250V高壓測試其電器強度方能合格。在儲水式的電熱水器中,大部分也采用此類加熱方法,比如海爾、史密斯、阿里斯頓等公司,因為該方法是一種發(fā)展比較成熟也比較價廉物美的電加熱方法,因此被廣泛采用。鐵質(zhì)電熱管用在電熱水器上,但由于其非常容易生銹,所以很少被使用,不銹鋼電熱管的應(yīng)用則較多,但其容易產(chǎn)生水垢,不如銅質(zhì)金屬電熱管應(yīng)用廣泛,但銅電熱管的相對成本又較高,其中最好的又是紫銅電熱管,不過目前應(yīng)用的比例只占金屬電熱管的10%。
電熱金屬管狀加熱管是一種加熱元件,其制作方法為:在金屬管中放入電阻絲,并緊密填充有良好導(dǎo)熱性、耐熱性、絕緣性的結(jié)晶氧化鎂粉在周圍空隙部分,最后再用其他工藝處理。它的特點為結(jié)構(gòu)簡單,熱效率高,機械強度高,安裝方便,安全可靠,使用壽命長等。廣各種硝水槽,石槽,熱模具,酸堿槽及空氣加熱爐干燥箱等裝置采用這種加熱管較多。加熱介質(zhì)和使用環(huán)境是用戶在選擇加熱管的時候應(yīng)首先考慮的。它的原理是在電熱絲與金屬管之間填充電熔結(jié)晶氧化鎂粉作為導(dǎo)熱和絕緣層[2]。常用的發(fā)熱電阻有如下兩種:
(1)鐵鉻鋁等高電阻電熱合金材料:該材料特點為:電阻溫度系數(shù)小、電阻率高、使用溫度高。在高溫下的耐腐蝕性能較好,非常適合應(yīng)用在含有硫和硫化物氣氛中,并且相對成本較低廉,是家用電器、工業(yè)電爐、遠(yuǎn)紅外裝置中較為理想的發(fā)熱材料。
(2)鎳鉻材料:該材料具有可塑性強和高溫強度高等特點。廣泛用于家用電器、工業(yè)電爐、遠(yuǎn)紅外裝置等方面。
3、PTC熱敏電阻加熱
PTC熱敏電阻恒溫加熱最大有點是恒溫加熱,該電阻的工作原理為:PTC熱敏電阻通入電流后自動加熱升溫,使電阻值進(jìn)入躍變區(qū),恒溫加熱PTC熱敏電阻表面溫度將保持不變,PTC熱敏電阻的居里溫度和外加電壓是影響該溫度的重要因素,環(huán)境溫度對表面溫度的影響不大。
PTC加熱器是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設(shè)計的加熱元器件。在要求功率不是很大的情況下,該加熱器具有無明火、恒溫發(fā)熱、熱轉(zhuǎn)換率高、自然壽命長、受電源電壓影響極小等傳統(tǒng)發(fā)熱元件無法具備的優(yōu)勢,在電熱器具中的應(yīng)用越來越廣泛,被研發(fā)工程師廣泛采用。恒溫加熱PTC熱敏電阻制作方便,可制作成不同規(guī)格和多種外形結(jié)構(gòu),可塑性較強,常見的有長方形、圓片形、圓環(huán)、長條形以及蜂窩多孔狀等,可任意加工成不同性狀。當(dāng)要求的功率較大時,可將金屬構(gòu)件和上述PTC發(fā)熱元件進(jìn)行組合,可以形成各種形式的大功率PTC加熱器。按傳導(dǎo)方式分,PTC加熱器可以分為一下下幾類:
(1)PTC陶瓷加熱器。以熱傳導(dǎo)為主。其特點是通過電極板(導(dǎo)電兼?zhèn)鳠峁δ?,安裝于PTC發(fā)熱元件表面)、導(dǎo)熱蓄熱板、絕緣層(隔電兼?zhèn)鳠幔┑榷鄬觽鳠峤Y(jié)構(gòu)(有些還附有導(dǎo)熱膠)將PTC元件所發(fā)出的熱量傳到被加熱的物體上。
(2)PTC陶瓷熱風(fēng)器。對流式傳熱所形成的熱風(fēng)。其輸出功率較大,并能自動調(diào)節(jié)輸出的熱量和吹出的風(fēng)溫。
(3)紅外線輻射加熱器。紅外線加熱原理,這種加熱器實際利用導(dǎo)熱板表面或PTC元件快速發(fā)出的熱量直接或間接地激發(fā)接觸涂覆于其表面的遠(yuǎn)紅外涂料或遠(yuǎn)紅外材料使之輻射出紅外線,起到加熱的目的,便形成了PTC陶瓷紅外輻射加熱器。
按結(jié)構(gòu)特點分,PTC加熱器可以分為以下幾類:
(1)自動恒溫型。這類器具的主要應(yīng)用于:小型晶體器件恒溫槽、電子保溫瓶、恒溫培養(yǎng)箱、保溫箱、保溫盤、保溫杯、保溫桌、保溫柜等各種保溫設(shè)備。其功能特點是結(jié)構(gòu)簡單、自動保溫、熱效率高、恒溫特性好、使用環(huán)境溫度范圍寬等[3]。
(2)普通實用型。這類器具主要應(yīng)用于: 電熱蚊藥驅(qū)蚊器、干燥器、暖手器、電熱板、電烙鐵、電燙斗、卷發(fā)燙發(fā)器、電熱粘合器等。這種加熱器的功能特點是功率較小,但熱效率很高,非常實用[4]。
(3)熱風(fēng)PTC加熱器。這類熱風(fēng)PTC加熱器主要應(yīng)用于:小型溫風(fēng)取暖器、暖房機、電吹風(fēng)、烘干機、干衣機、干衣柜、工業(yè)烘干設(shè)備等. 其功能特點是輸出熱風(fēng)功率很大、加熱速度快、安全、能自動調(diào)節(jié)風(fēng)溫和功耗等[5]。
4、結(jié)果與討論
關(guān)鍵詞:電蓄熱;自動控制
Abstract:Living hot water system makes use of the controller and temperature sensor to automatic control the electric boiler operation in the 22:00/PM to 5:00/AM ,which applying the trough electricity price,recircling to store heat by the recircling pump and water tank.It can exchange heat by heat exchanger.The heat in the storing heat water tank can be released in the daytime,that used in the living hot water system.The proposal uses the trough electricity price in the night,which not only decreasing the operation cost, but also balanceing the municipal electricity net.
Keywords: electric storing heat;automatic control
中圖分類號:TU822文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
1 引言
項目為大連某高檔公寓式酒店,酒店部分共12層,內(nèi)有280戶,其中四樓為健身房和桑拿,共計30個淋浴噴頭。由于春季、夏季、秋季市政熱力管網(wǎng)均不供應(yīng)蒸汽熱源,所以生活熱水系統(tǒng)只能選用電鍋爐蓄熱方案。如果選用燃煤鍋爐,環(huán)保不符合要求;選用燃油鍋爐運行費用太高。電蓄熱方案利用夜間低谷電價不但降低了運行費用,而且還對電網(wǎng)起到了“削峰填谷”的作用。在晚上10:00時,啟動電鍋爐進(jìn)行蓄熱,熱量儲存在蓄熱槽中,當(dāng)溫度傳感器檢測到溫度達(dá)到95℃時,停止電鍋爐工作。儲存在蓄熱槽中的熱量供第二天使用。
酒店內(nèi)的生活熱水供應(yīng)采用了蓄熱電鍋爐的形式。蓄熱系統(tǒng)方案設(shè)計該蓄熱系統(tǒng)晚上用電低谷期制熱,全量蓄熱,白天不開主機,以節(jié)約運行成本。
本工程蓄熱電鍋爐設(shè)計內(nèi)容如下:
2 蓄熱電鍋爐的選型
以下為熱量計算公式及數(shù)據(jù):
Q=C*M*(TR- TL)
TL:自來水基礎(chǔ)水溫,按冬季管網(wǎng)供水50C 。
TR:加熱后生活熱水供水溫度。
C:水的比熱,1 kcal /kg.度
M:生活熱水的質(zhì)量,kg。1 kg水等同1L水。
Q:供熱量kcal。1kcal=1/860kwh。
2.1 樓內(nèi)共280戶,根據(jù)規(guī)范每戶最大日用600C水量240L,全日總用水量240 X280=68m3
計算全日總供熱負(fù)荷Q=1*68000*(60-5) =3740000kcal=4348 kwh
使用時間3h。
尖峰負(fù)荷為4348 kwh /3h=1450 kw
2.2 樓內(nèi)30個淋浴噴頭,每個噴頭用600C水量180L/h,使用時間12h,按照70%的使用率進(jìn)行設(shè)計。
計算全日總供熱負(fù)荷Q=1*180*30*12*0.7*(60-5)=2494800 kcal=2900 kwh
尖峰負(fù)荷為2900 kwh/12h=242 kw
2.3 根據(jù)以上計算,整個項目全日總負(fù)荷為4348+2900=7248 kwh
尖峰負(fù)荷為 1450+242=1692 kw
大連地區(qū)低谷電時間段為22:00~5:00合計7h,采用全量蓄熱系統(tǒng),將第二天生活熱水換熱用的負(fù)荷全部儲存起來,設(shè)計2臺電鍋爐的選型為:
7248 kwh/7h/2臺=518 kw,因此設(shè)計選用2臺540 kw的電鍋爐,總功率1080 kw。
3 蓄熱水箱幾何體積的選型
V―蓄熱水箱幾何容積,m3
N―電鍋爐選用功率,kw
Ng―谷電時段值班電鍋爐功率,kw(本項目無值班電鍋爐)
tx―蓄熱的各時間段時間,h
η―鍋爐效率,一般取98%
Δt―蓄熱水箱的可利用溫差(蓄熱水箱可利用溫差為500C)
η1―蓄熱水箱的保溫效率,一般取95%
k―蓄熱水箱的容積利用系數(shù),一般取0.95
ρ―熱水的密度, 1000kg/ m3
蓄熱水箱通過熱交換器將熱量傳遞給生活熱水的,考慮蓄熱水箱內(nèi)熱水最高溫度不超過1000C,可利用溫差按500C計算。
V=(1080*7*0.98*3600)/(50*0.95*0.95*1000*4.18)=141 m³
因此本項目蓄熱水箱體積為141 m³,根據(jù)設(shè)備間空間,設(shè)計水箱尺寸為8.5 m(長)m *5.5(寬)*3 m(高)。
4 容積式換熱器、蓄熱循環(huán)泵的選型計算
根據(jù)供熱尖峰負(fù)荷,選用1臺容積式換熱器,換熱量為1700 kw,二次側(cè)生活熱水設(shè)計溫度600C/50C。設(shè)計2臺供應(yīng)二次側(cè)生活熱水變頻泵,按最低供水溫度350C計算,每臺流量為(1700/2)X0.86/30=24 m3/h,設(shè)計選用2臺流量30m3/h,揚程40 m生活熱水供應(yīng)泵,按照2臺變頻配置。
蓄熱循環(huán)泵流量要滿足帶走電鍋爐的加熱所產(chǎn)生的熱量,1臺540 kw電鍋爐對應(yīng)1臺循環(huán)泵,鍋爐為即熱式電鍋爐,進(jìn)出水溫差按200C考慮流量為540*0.86/20=23 m3/h,設(shè)計選用3臺流量25m3/h,揚程19 m一次側(cè)蓄熱循環(huán)泵,按照2臺變頻1臺備用配置
整個生活熱水電蓄熱系統(tǒng)包含電鍋爐、蓄熱水箱、蓄熱水泵、儀表閥門及控制系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)中包括:溫度傳感器6套、壓力傳感器1套、液位傳感器1套、DN125電動閥門含執(zhí)行器4套。
整個系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)五種工況的自動切換:電鍋爐蓄熱、電鍋爐單供熱、蓄熱槽供熱、電鍋爐和蓄熱槽聯(lián)合供熱、電鍋爐蓄熱供熱。自控系統(tǒng)用于控制熱水系統(tǒng)在不同工況下的運行和參數(shù)檢測,具有下述基本功能:
(1) 根據(jù)工況要求,控制電動閥門的開關(guān)。
(2) 電鍋爐的開關(guān)及傳感器各種信號收發(fā)控制。
(3) 水泵開關(guān)及各種信號的收發(fā)控制。
(4) 通過安裝在系統(tǒng)中的傳感器自動檢測溫度。
(5) 通過接觸器、執(zhí)行器控制蓄熱各種工況的切換。
(6) PLC彩色觸摸屏顯示、記錄各種設(shè)備運行參數(shù)。
5 生活熱水系統(tǒng)電鍋爐蓄熱工作流程、系統(tǒng)
電熱水鍋爐控制系統(tǒng)
Electric hot water boiler control system
結(jié)構(gòu)圖
Framework chart
6 控制系統(tǒng)運行環(huán)境要求
-10℃
環(huán)境濕度≤95%。
海拔高度≤2000m
無水滴灰塵及油性灰塵之場所。
無腐蝕易燃性之氣體、液體。
堅固無震動之場所。
保證良好通風(fēng)。
室內(nèi)安裝使用。
7 自動控制
(1) 在自動情況下,系統(tǒng)啟動各組加熱管相互聯(lián)鎖,加熱管根據(jù)熱水鍋爐溫度變化率,實現(xiàn)模糊溫度控制,系統(tǒng)設(shè)備根據(jù)運行模式與相應(yīng)的控制溫度進(jìn)行控制,控制圖:
圖 電熱水鍋爐運行控制系統(tǒng)
Fig.Electric hot water boiler operation control system
(2) 系統(tǒng)停止后,各設(shè)備按程序依次停止,其流程見下圖:
圖電熱水鍋爐停止控制系統(tǒng)
Electric Hot Water Boiler Stop Control System
8 控制系統(tǒng)性能特點
控制精確:高精度壓力、溫度監(jiān)控系統(tǒng)可保證調(diào)節(jié)參數(shù)精確。
運行穩(wěn)定:PI、PID調(diào)節(jié)功能可保證裝置運行平穩(wěn)、出口參數(shù)穩(wěn)定。
調(diào)節(jié)靈敏:工業(yè)級控制器、電動執(zhí)行器反應(yīng)迅速,保證生產(chǎn)工藝要求及采暖舒適性要求。
性能可靠:核心配件均采用國外著名廠商產(chǎn)品、集成熱工行業(yè)世界頂尖技術(shù)、性能卓越、質(zhì)量可靠。
全智能化:全自動無人值守、節(jié)省運行維護費用。
功能多樣:功能強大的控制器可提供定時、報警等多種模擬、數(shù)字信號輸出及計算機接口等延伸功能。
安裝簡便:結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小;減溫水接口方向可根據(jù)現(xiàn)場調(diào)整,裝置可整體法蘭對接于熱力管網(wǎng)中,安裝快速簡便。
操作簡單:友善的控制界面可輕易實現(xiàn)人機對話,保證參數(shù)設(shè)定和指令輸入的正確操作,并附帶手動操作裝置,保證意外情況下仍可正常使用。
9 生活熱水控制系統(tǒng)調(diào)試
9.1調(diào)試步驟
調(diào)試前準(zhǔn)備設(shè)備外觀和安裝工程質(zhì)量檢查環(huán)境溫濕度、衛(wèi)生及電源的檢查接地系統(tǒng)的檢查傳感器、執(zhí)行器接線的檢查單體設(shè)備的檢查與測試PLC功能測試受控設(shè)備單體動作和功能測試系統(tǒng)調(diào)試(包括軟件功能測試)系統(tǒng)驗收
9.2調(diào)試方法
開機前要求所有的設(shè)備根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行對照。系統(tǒng)管道流向要求作箭頭標(biāo)志,明示管道系統(tǒng)的流向。對有油漆脫落或有局部破損的地方應(yīng)進(jìn)行修補。
9.2.1 檢查蓄熱電鍋爐上所有閥門位置是否正常;
9.2.2 檢查各控制及安全保護設(shè)定是否正常;
9.2.3 檢查控制箱指示燈是否正常;
9.2.4 檢查水泵、軟化水裝置等設(shè)備的電源電壓是否正常;
9.2.5 檢查水泵、換熱器、蓄熱電鍋爐等設(shè)備的進(jìn)出口壓差是否正常;
9.2.6 檢查要求啟動的回路上的閥門是否正常開啟;
上述各部位發(fā)現(xiàn)有不正常必須立即修正,方可正常投入運行。
9.3系統(tǒng)開機步驟及工況調(diào)試
9.3.1系統(tǒng)待機工況
關(guān)閉蓄熱系統(tǒng)中的所有電動閥門將所有電動裝置(水泵、電鍋爐等)處于停機狀態(tài)記錄蓄熱電鍋爐進(jìn)出口的溫度,記錄蓄熱循環(huán)泵進(jìn)出口壓力。
9.3.2 蓄熱電鍋爐蓄熱工況
打開對應(yīng)回路的電動閥門啟動蓄熱循環(huán)泵檢查各個溫度計、壓力表、電流、電壓是否正常啟動蓄熱電鍋爐蓄熱工況。
蓄熱結(jié)束時,電加熱管停止工作關(guān)閉蓄熱循環(huán)泵恢復(fù)到待機工況。
9.3.3 蓄熱水箱供熱工況
打開對應(yīng)回路的電動閥門啟動一、二次循環(huán)泵檢查各個溫度計、壓力表、電流、電壓是否正常蓄熱水箱供熱工況工況啟動。
蓄熱水箱釋熱結(jié)束時,系統(tǒng)恢復(fù)到待機工況。
9.3.4電鍋爐直接供熱工況
打開對應(yīng)回路的電動閥門啟動一、二次循環(huán)泵檢查各個溫度計、壓力表、電流、電壓是否正常電鍋爐直接供熱工況啟動。
電鍋爐釋熱結(jié)束時,系統(tǒng)恢復(fù)到待機工況。
9.3.5電鍋爐邊蓄熱、邊供熱工況
打開對應(yīng)回路的電動閥門啟動一、二次循環(huán)泵檢查各個溫度計、壓力表、電流、電壓是否正常電鍋爐邊蓄熱、邊供熱工況啟動。
電鍋爐邊蓄熱、邊供熱工況結(jié)束時,系統(tǒng)恢復(fù)到待機工況。
9.3.6水箱供熱與電鍋爐供熱聯(lián)合運行工況
打開對應(yīng)回路的電動閥門啟動一、二次循環(huán)泵檢查各個溫度計、壓力表、電流、電壓是否正常水箱供熱與電鍋爐供熱聯(lián)合運行工況啟動。
水箱供熱與電鍋爐供熱聯(lián)合運行工況結(jié)束時,系統(tǒng)恢復(fù)到待機工況。
運行結(jié)果正常。
10 結(jié)論
給生活熱水電鍋爐控制柜、PLC控制柜、蓄熱水泵變頻柜送電,此時PLC主頁面顯示出蓄熱水箱的實際溫度。晚上21:55,PLC控制柜發(fā)出指令,此時連接電鍋爐和蓄熱水箱之間的電動閥門執(zhí)行器打開,蓄熱循環(huán)水泵開始運轉(zhuǎn),22:00整,電鍋爐自動啟動投入運行。此時,安裝在蓄熱水箱內(nèi)的溫度傳感器把溫度信號傳送到PLC,PLC屏幕顯示水箱內(nèi)的溫度逐漸升高,當(dāng)?shù)诙?:20時,PLC顯示溫度達(dá)到95℃。此時PLC控制柜發(fā)出指令,電鍋爐停止運行,5分鐘后循環(huán)水泵停止運行,執(zhí)行器動作將連接電鍋爐與蓄熱水箱的閥門關(guān)閉。系統(tǒng)運行成功。
整個酒店的生活熱水系統(tǒng)采用傳感器、執(zhí)行器、PLC對電鍋爐、水泵等設(shè)備進(jìn)行控制,同時監(jiān)測蓄熱水箱的實際溫度,運行效果良好。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉君華.現(xiàn)代檢測技術(shù)與測試系統(tǒng)設(shè)計.西安:西安交通大學(xué)出版社,1999.
[2] 曲波等.工業(yè)常用傳感器選型指南.北京:清華大學(xué)出版社,2002.
[3] 孫寶元等.現(xiàn)代執(zhí)行器技術(shù).吉林:吉林大學(xué)出版社,2003.
【關(guān)鍵詞】熱力系統(tǒng);經(jīng)濟指標(biāo);計算方法;節(jié)能技術(shù)
引 言
眾所周知,能源問題已經(jīng)成為世界各國共同關(guān)注的問題,在我國這一現(xiàn)象更加凸顯。由于我國粗放型經(jīng)濟增長方式,又處在消費結(jié)構(gòu)升級加快的歷史階段,能源消耗過大,因此節(jié)能降耗將是一項長遠(yuǎn)而艱巨的任務(wù)。根據(jù)美國及我國電力行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計表明,我國平均供電煤耗率要比發(fā)達(dá)國家高出30~60g/kWh,這是一個很大的差距,說明我國的電廠節(jié)能有很大的節(jié)能潛力可以挖掘。因此,電站熱力系統(tǒng)節(jié)能是關(guān)系到節(jié)能全局以及可持續(xù)性發(fā)展的大事。因此,在熱力系的環(huán)境下,揭示各種節(jié)能理論內(nèi)在的聯(lián)系,深入地研究和發(fā)展節(jié)能要的理論和現(xiàn)實意義,對電廠的節(jié)能降耗工作具有很強的指導(dǎo)性。
一、熱力系統(tǒng)經(jīng)濟指標(biāo)
我國火力發(fā)電廠常用的熱經(jīng)濟型指標(biāo)主要有效率和能耗率兩種。
(一)全場熱效率ηcp
其中,Nj為凈上網(wǎng)功率,B為燃煤量,Ql為燃煤低位發(fā)熱量。
全廠熱效率指標(biāo)是電廠運行的綜合指標(biāo),在進(jìn)行系統(tǒng)分析是,常將這一綜合指標(biāo)進(jìn)行分解,以區(qū)分各廠家的責(zé)任和主攻方向,因此可以改寫為:
其中,ηb:鍋爐效率,鍋爐有效吸熱量與燃煤低位發(fā)熱量之比;
ηp:管道效率,汽輪機循環(huán)吸熱量與鍋爐有效吸熱量之比;
ηi:汽輪機循環(huán)裝置效率,汽輪機內(nèi)部功與循環(huán)吸熱量之比;
ηm:機械效率,汽輪機輸出功率與內(nèi)部功率之比;
ηg:發(fā)電機效率,發(fā)電機上網(wǎng)功率與前端功率之比;
∑ξi:廠用電率,電廠所有輔機消耗電功率之和與發(fā)電機上網(wǎng)功率之比。
(二)熱耗率和標(biāo)準(zhǔn)煤耗率
熱耗率指標(biāo)綜合評價汽輪機發(fā)電機組熱經(jīng)濟性,其實質(zhì)是發(fā)電機每發(fā)電1kWh,工質(zhì)從鍋爐吸收的熱量值。定義式如下:
煤耗率指標(biāo)也可以分為兩種:發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率和供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率。
二、熱力系統(tǒng)計算方法現(xiàn)狀
熱力系統(tǒng)計算是火力發(fā)電廠汽輪機組運行性能分析、熱力試驗和系統(tǒng)改進(jìn)中常見的計算工作,對熱力系統(tǒng)進(jìn)行計算的目的是為了確定機組的各項熱性指標(biāo),因此選擇適當(dāng)?shù)臒崃ο到y(tǒng)計算方法是機組熱經(jīng)濟性分析的重要前提。系統(tǒng)計算方法種類很多,按照它們所依賴的熱力學(xué)基礎(chǔ)可分為:第一定律分析和第二定律分析法。
常規(guī)熱平衡法是在結(jié)合質(zhì)量平衡和能量平衡基礎(chǔ)上,對實際熱力系統(tǒng)進(jìn)行的數(shù)值計算方法。計算中需要對熱力系統(tǒng)進(jìn)行變工況計算,以確定汽輪機抽汽口和排汽端的蒸汽參數(shù)以及回?zé)嵯到y(tǒng)的各相應(yīng)參數(shù),其實質(zhì)是確定汽輪機新的膨脹過程線和系統(tǒng)參數(shù),核心和難點是汽輪機變工況計算。
等效熱降法是以新蒸汽流量、循環(huán)的初終參數(shù)和熱力過程線均保持不變?yōu)榍疤?,以?nèi)功率(等效熱降)的變化來分析熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性。在熱力系統(tǒng)局部分析中,等效熱降法改善了常規(guī)熱力計算的不足,提出了等效熱降的概念并在此基礎(chǔ)上建立了熱力系統(tǒng)分析的新方法,使熱力計算具有了系統(tǒng)分析功能。
循環(huán)函數(shù)法根據(jù)熱力學(xué)第二定律,以循環(huán)不可逆性(或冷源損失)分析輪機循環(huán)節(jié)能定性分析的判據(jù),以循環(huán)函數(shù)式為汽輪機循環(huán)節(jié)能定量計算的工循環(huán)函數(shù)法是一種計算復(fù)雜熱力系統(tǒng)的好方法。
熵分析法是通過對體系的熵平衡計算,求取熵產(chǎn)的大小及其分布,分析影響熵產(chǎn)的因素,確定熵產(chǎn)與不可逆損失的關(guān)系,作為評價過程的不完善程度和改進(jìn)過程的依據(jù)。
火用分析法是在熱力學(xué)兩大定量的基礎(chǔ)上,結(jié)合環(huán)境情況從對能的本性的全面認(rèn)識,從能的實用性出發(fā)提出的一種思想和方法,它是從能量轉(zhuǎn)換的角度表示設(shè)備或熱力過程完善性的科學(xué)指標(biāo)。
代數(shù)熱力學(xué)法是一種分析熱力系統(tǒng)能量的分析方法。該方法運用事件矩陣來描述一個系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)的能量出、入關(guān)系,火用矩陣定義了各股流的火用值,火用分支定義了單一系統(tǒng)出、入流的關(guān)系,最終得到結(jié)構(gòu)矩陣[FP],該矩陣從全局的高度開拓了研究全、子系統(tǒng)關(guān)系的新趨勢。
三、當(dāng)前仍然存在的問題
1.普遍意義上的系統(tǒng)工程分析方法仍然欠缺,數(shù)學(xué)工具仍然有待發(fā)展,利用計算機來進(jìn)行熱力系統(tǒng)節(jié)能分析的研究不足。目前都是采用局部優(yōu)化運行的方法,系統(tǒng)節(jié)能分析方法仍有待于進(jìn)一步發(fā)展。
2.本質(zhì)上來講,目前的系統(tǒng)研究都屬于穩(wěn)態(tài)研究。研究的基礎(chǔ)是發(fā)電系統(tǒng)部分熱力學(xué)參數(shù)一致,且在運行中保持恒定,這固然會使研究的復(fù)雜程度大大簡化,但同時也使其具有局限性。熱力系統(tǒng)節(jié)能分析方法在機組變工況下應(yīng)用研究較少。
3.不同的熱力系統(tǒng)分析理論都是從不同的角度來研究熱力系統(tǒng)這一對象,不同理論之間的相互關(guān)系的研究還很不充分。
4.無論是設(shè)計高參數(shù)的大容量機組,還是改善現(xiàn)有機組的運行水平,挖掘機組的節(jié)能潛力,都需要一種有效準(zhǔn)確的節(jié)能理論進(jìn)行指導(dǎo),才能有的放矢地采取節(jié)能措施。而合理地確定優(yōu)化的性能指標(biāo),正確地建立系統(tǒng)與生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型仍然需要加大研究。
四、熱力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施
熱力系統(tǒng)節(jié)能有多種途徑可以實現(xiàn)。對于新設(shè)計機組,可通過優(yōu)化設(shè)計,合理配套進(jìn)行節(jié)能;而對于運行機組,可通過節(jié)能診斷,優(yōu)化改造,監(jiān)測能損,指導(dǎo)運行,實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
在電廠的發(fā)展中,曾先后采用回?zé)岷驮贌醿煞N循環(huán)方式,使得循環(huán)效率大為提高。當(dāng)前,可行的節(jié)能技術(shù)改造措施包括:
汽輪機通流部分實施技術(shù)改造。目前這種改造大體可以分為兩類:一類是提高汽輪機內(nèi)效率,達(dá)到降耗目的;另一類是降耗的同時提高汽輪機的出力。具體改造措施有更換氣缸,將雙列調(diào)節(jié)級改為單列調(diào)節(jié)級等。
采用新型密封技術(shù)改造鍋爐空氣預(yù)熱器??疹A(yù)器的漏風(fēng)問題一直是影響鍋爐燃燒,降低效率的威脅。通過采用新型密封技術(shù),降低空預(yù)器漏風(fēng)率,不僅減少排煙損失,降低飛灰含碳量,還可以節(jié)約廠用電,降低廠用電率。
鍋爐制粉系統(tǒng)技術(shù)改造。通過改造磨煤機系統(tǒng)、密封系統(tǒng),可以提高制粉效率,降低制粉單耗,從而降低煤耗。
電站循環(huán)冷卻水余熱再利用。通過凝汽器由循環(huán)冷卻水帶走的熱量一般占輸送總能量的15%以上,有的甚至高達(dá)25%以上,造成了能量的極大浪費。如果能采用余熱利用技術(shù)把這部分能量利用起來,勢必會對電廠效率提高產(chǎn)生明顯的效果。
五、結(jié)語
目前,面臨著能源資源逐漸匱乏和能源需求總量日益增大的雙重挑戰(zhàn),節(jié)能降耗刻不容緩,尤其是能耗大戶行業(yè)。電廠熱力系統(tǒng)首當(dāng)其沖,且與發(fā)達(dá)國家相比,我國的熱力系統(tǒng)節(jié)能降耗還是有很大的潛力和空間可以充分挖掘。有理由相信,隨著相關(guān)熱力系統(tǒng)分析方法的逐步發(fā)展和完善,電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能降耗將會取得更長遠(yuǎn)的進(jìn)步。
【參考文獻(xiàn)】
[1]閆水保,閆留保.電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能分析原理及應(yīng)用[M].鄭州:黃河水利出版社,2000.
[2]陸延昌,姜紹俊.21世紀(jì)初期中國電力工業(yè)展望[J].中國電力,2000,33(7):1-8.
[3]林萬超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1994.
[4]張彥.聯(lián)合分析法-電廠熱力系統(tǒng)分析法的研究[D].華北電力大學(xué),2000.
關(guān)鍵詞:電氣設(shè)備;熱故障;分析;原因;解決對策
1 前言
電氣發(fā)熱會使載流導(dǎo)體和周圍介質(zhì)溫度升高,工作環(huán)境惡化,使絕緣老化損壞,導(dǎo)致電氣設(shè)備的故障或事故。這種故障或事故往往是引發(fā)火災(zāi)的直接或間接原因。因此研究電氣設(shè)備的發(fā)熱對電氣設(shè)備的正常運行具有重要的意義。
2 電氣設(shè)備熱故障原因
盡管電氣設(shè)備發(fā)生故障的機理涉及力、熱、電、磁等方面,但絕大多數(shù)故障的表象均為溫度的異常,因此IRT技術(shù)監(jiān)測設(shè)備的熱分布圖像,可以直觀地反映出設(shè)備的運行狀態(tài)。電力設(shè)備熱故障一般可分為外部故障和內(nèi)部故障兩種。外部故障大都數(shù)是因電氣接頭長期暴露在大氣中,金屬導(dǎo)體表面受電化學(xué)腐蝕及因熱脹冷縮接觸面壓力減小使導(dǎo)體連接部位接觸不良,形成較大的接觸電阻,其發(fā)熱功率取決于接觸電阻與通過的電流;少數(shù)是因表面污穢或機械力作用造成外絕緣性能下降,其發(fā)熱功率取決于外絕緣的絕緣電阻與泄漏電流。內(nèi)部熱故障主要發(fā)生在導(dǎo)電回路和絕緣介質(zhì)上,其內(nèi)部發(fā)熱機理因設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)的不同而異,一般可概括為:導(dǎo)體連接或接觸不良、介質(zhì)損耗增大、電壓分布不均勻或泄漏電流過大、因絕緣老化、受潮、缺油等產(chǎn)生局部放電、磁回路不正常等。
本文主要分析了電氣設(shè)備熱故障產(chǎn)生的原因,針對電氣設(shè)備的熱故障和危害進(jìn)行了分析。首先分析了在正常和故障情況下電氣設(shè)備發(fā)熱形成的原因;并且提出了如何預(yù)防電氣設(shè)備熱故障的具體對策,以及常見電氣設(shè)備溫度的測試標(biāo)準(zhǔn),紅外診斷技術(shù)對電氣設(shè)備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預(yù)測,使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗維修提高到預(yù)知狀態(tài)檢修。
3 電氣設(shè)備熱故障的判斷
3.1外部熱故障的判斷
外部熱故障的致熱部位是的,可用熱像儀直接測溫,且測量值與實際的溫度值差別不大,一般可根據(jù)測得的溫度值或溫升值,按照GB/T11022- 1999《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備共同技術(shù)要求》規(guī)定的溫度和溫升極限,以及DL/T664-1999《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》中的相對溫差判斷法來判斷缺陷的嚴(yán)重程度。當(dāng)溫度值或溫升值接近或稍微超過GB/T11022- 1999標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值時,如此時設(shè)備的負(fù)荷還較輕,但在還有可能出現(xiàn)更高的負(fù)荷的情形下,應(yīng)定為“重大”或“緊急”缺陷,同時采取相應(yīng)的措施。
我們在現(xiàn)場用紅外成像儀測量到,在設(shè)備電氣連接處最高溫度達(dá)到194.8 0C,根據(jù)熱故障檢測標(biāo)準(zhǔn)緊急停電處理。現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)固定螺絲和部分導(dǎo)體已熔化,對發(fā)熱部分的金屬材料近距離觀察失去光澤,表面嚴(yán)重氧化。
3.2 內(nèi)部熱故障的判斷
內(nèi)部熱故障也可用熱像儀測溫,但山于其致熱部位被封閉,小部分熱量可能通過導(dǎo)體傳遞到外部,大部分要通過空氣、油、SF6或絕緣紙等介質(zhì),再通過金屬箱體或瓷套傳到其表面,所以其測量值與實際的溫度值差別一般較大。山于設(shè)備本身結(jié)構(gòu)和致熱因素比外部熱故障要復(fù)雜些,對此類故障的判斷分析也顯得困難些。應(yīng)根據(jù)DL/T 664- 1999導(dǎo)則中的同類比較法和熱譜圖比較法來判斷,不宜按GB/T11022-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度和溫升限值或DL/T 664- 1999導(dǎo)則中的相對溫差判斷法來判斷。
4 紅外線檢測技術(shù)的運用
紅外線檢測技術(shù)是一種高科技在線監(jiān)測技術(shù),它包含了計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)和光電成像技術(shù),能夠接收設(shè)備發(fā)出的紅外輻射,并且在經(jīng)圖像技術(shù)后形成的熱像圖顯示在熒光屏上,通過分析熱像圖就可以準(zhǔn)確的判斷設(shè)備表面的溫度分布情況,在進(jìn)行電氣設(shè)備檢修時具有準(zhǔn)確、實時和快速等優(yōu)點。紅外溫度記錄法是紅外線檢測技術(shù)在電氣設(shè)備中應(yīng)用最多的方法。利用紅外溫度記錄法可以實現(xiàn)對電氣設(shè)備的無損探測、檢測設(shè)備性能和運行狀態(tài),熱像儀可以在一定的距離內(nèi)實時檢測出發(fā)熱點的溫度,并且制作出設(shè)備的溫度梯度熱像圖,具有較高的靈敏度,可以在設(shè)備現(xiàn)場使用。它可以在-20℃~2000℃的寬量程內(nèi)以0.05℃的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱故障,揭示出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱,以及電氣設(shè)備中的局部過熱點等等。
通過應(yīng)用紅外檢測技術(shù)對電氣設(shè)備熱故障進(jìn)行檢測,再根據(jù)熱故障的類型(包括有危險性熱故障、嚴(yán)重性熱故障、一般性熱故障三種)采取相應(yīng)的措對其進(jìn)行處理具體如圖1所示。
圖.1 電氣設(shè)備熱故障的類型及相應(yīng)處理措施
在對熊家嘴220kV變電站一次設(shè)備進(jìn)行紅外線測溫時,《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程 》(DL /596-1996)規(guī)定油紙絕緣的耦合電容器 ,電容量的變化率應(yīng)在-5%~10%之間,雖然U相數(shù)據(jù)沒有超標(biāo),但介質(zhì)損耗有上升的趨勢且接近臨界值,電容量的變化率也有上升趨勢,綜合判斷后得出結(jié)論:U相耦合電容器絕緣已發(fā)生變化,有進(jìn)一步劣化的趨勢。為了防止發(fā)生一次設(shè)備事故,調(diào)度將其退出了運行。
保修期是指廠商向消費者賣出商品時承諾的對該商品因質(zhì)量問題而出現(xiàn)的故障時提供免費維修及保養(yǎng)的時間段。
保修分為有一定期限的保修和終身保修兩種。有保修期的產(chǎn)品主要是指電子電器產(chǎn)品、交通工具、機械設(shè)備等等。
它的表現(xiàn)形式是保修憑證。它的上面一般會明確消費者信息、購買日期、產(chǎn)品型號、出廠日期、保修期限和范圍、維修記錄等。
(來源:文章屋網(wǎng) )