【文章內(nèi)容簡介】 和凝結(jié)水處理系統(tǒng)的酸堿廢水 、 煤場雨排水 、 灰場排水 、 鍋爐啟動和運(yùn)行期的化學(xué)清洗廢液等 。 廢水含有廢酸 、 廢 堿 、 懸浮物 、 油脂 、 有機(jī)污染物 、 富營養(yǎng)污染物 、 微量元 素 ， 排入水體均會造成不同程度的污染 。 目前 ， 主要通過 廢水處理系統(tǒng)加以凈化或回收再利用 。 7．灰渣 燃煤電廠每天產(chǎn)生的大量灰渣，目前還不能 全部加以綜合利用，因此，必須有很大的儲灰場。 灰渣中含有硅、鋁、鐵、鈣、鎂等多量元素和砷、 鉻、鎘、鉛等微量元素。這些物質(zhì)經(jīng)水浸泡和雨 淋，均會不同程度地溶入水中，灰水排入地表水體 或滲入地下水均會污染水體?；以睦梅绞胶? 多，并有一定的經(jīng)濟(jì)效益，加大灰渣綜合利用的力 度是減少灰渣污染最有效的措施。 8．噪聲 火電廠是一個噪聲源相對集中、噪聲輻射量大、 噪聲種類繁多的場所，如鍋爐排汽噪聲高達(dá) 114— 170dB，不過影響主要在廠區(qū)?？梢酝ㄟ^對設(shè)備的 運(yùn)行管理、系統(tǒng)的改進(jìn)、加裝隔聲罩等方法以降低 噪聲。 9．放射性污染 某些煤中含有少量的天然鈾、釷以及它們衍生 的放射性物質(zhì)，通過煙氣或廢水排入環(huán)境，造成污 染。這些放射性物質(zhì)進(jìn)入人體，會引起皮炎、白血 病、再生障礙性貧血等嚴(yán)重疾病。減少火電廠排放 污染物能減輕放射性污染的影響。 例如一座 2400MW燃煤電廠，每年需消耗約 750萬 t煤， 即使以煤中含硫量 1％和除塵效率 ％計，每年排放的 SO2，也有 14萬 t，飄塵 t， NO 7萬 t，灰渣 180萬 t 左右。另外，還有約 55％的熱量 (相當(dāng)每年 400多萬 t煤的 燃燒熱量 )作為廢熱由循環(huán)冷卻水帶出排放。因此，常規(guī) 火電廠對環(huán)境的污染相當(dāng)嚴(yán)重。 我國是以煤為主要一次能源的國家，并且煤炭資源相 對豐富，已探明的煤炭保有儲量 10070． 7億 t，占一次能 源的 90％以上，同時常規(guī)燃煤火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)成熟，在 今后幾十年內(nèi)以燃煤火力發(fā)電為主生產(chǎn)電能的方式不會有 太明顯的變化。因此，加快潔凈煤技術(shù)在常規(guī)火電機(jī)組中 的應(yīng)用，減少對環(huán)境的污染，又符合我國自身能源結(jié)構(gòu)的 特點(diǎn)。 第五節(jié) 蒸汽一燃?xì)饴?lián)合循環(huán) 一 、 燃?xì)廨啓C(jī)基本原理及組成 燃?xì)廨啓C(jī)是以空氣及燃?xì)鉃楣べ|(zhì)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的 旋轉(zhuǎn)式動力機(jī)械 ， 其原理類似古老的走馬燈 (依靠燃?xì)鈳? 動紙人紙馬旋轉(zhuǎn)的裝置 )。 圖 1— 27是一個單軸簡單的開式 循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的系統(tǒng)原理圖 。 壓氣機(jī) 1從大氣吸入空氣 ， 將它壓縮到規(guī)定的壓力同時 溫度也升高 ． 然后送入燃燒室 4；燃料泵 3將燃料送入噴嘴 5并噴入燃燒室內(nèi) ， 燃料和空氣進(jìn)行混合和燃燒 ， 生成高 溫高壓的燃?xì)猓桓邷厝細(xì)膺M(jìn)入透平 8膨脹做功 ， 推動透平 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；做功后燃?xì)獾臏囟群蛪毫档?， 直接排入大 氣 。 如此 ， 完成從燃料化學(xué)能到旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換全 過程 。 燃?xì)鈩恿ρh(huán)（布雷頓循環(huán)）由四個基本過程組 成： ● 空氣在壓氣機(jī)內(nèi)進(jìn)行的絕熱壓縮過程， ● 壓縮空氣在燃燒室內(nèi)進(jìn)行的等壓加熱 (燃燒 )過程， ● 燃?xì)庠谕钙絻?nèi)進(jìn)行的絕熱膨脹過程， ● 透平內(nèi)排出的燃?xì)庠诖髿庵羞M(jìn)行的等壓放熱過程。 需要指出的是： ① 壓氣機(jī)出口的空氣僅有 20％一 40％是被送入有效燃燒區(qū) 6并參與 燃燒過程，即一次空氣；而其余的 60％。 80％的空氣是在燃燒有效 區(qū)的后面才加入到燃?xì)饬髦?，這部分空氣 (稱二次空氣或冷卻空氣 ) 和燃燒生成物相混合，使透平的進(jìn)口溫度降低到其規(guī)定值。這是因 為要保證燃燒完善與可靠，在燃燒區(qū)溫度必須保證在 1800～ 2022 0C范圍內(nèi)，但渦輪葉片的耐熱性又受金屬材料的耐熱性的限制。 目前透平進(jìn)口初溫為 1260～ 1427℃ 。 ② 透平發(fā)出的功率約有 2／ 3要消耗在壓氣機(jī)對空氣進(jìn)行壓縮上， 只有余下的 1／ 3成為燃?xì)廨啓C(jī)輸出的機(jī)械功，用來拖動發(fā)電機(jī)。 壓氣機(jī)、燃燒室和透平 是燃?xì)廨啓C(jī)不可缺少的三 大主要部件。 (1)壓氣機(jī) ： 利用旋轉(zhuǎn)的動葉對空氣做功，把輸入 轉(zhuǎn)子的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力勢能和熱能的葉輪 機(jī)械。目前應(yīng)用廣泛的是軸流式壓氣機(jī)，由轉(zhuǎn)子 (主軸、葉輪和動葉 )、靜子 (氣缸和靜葉 )、氣封和 軸承等主要部件組成。 (2)燃燒室： 裝于壓氣機(jī)與燃?xì)馔钙街g，結(jié)構(gòu)非 常緊湊。目前主要燃用液體燃料 (煤油、柴油、重 油、渣油和原油 )或氣體燃料 (天然氣、焦?fàn)t煤氣、 高爐煤氣、液化石油氣、煉油廠氣和合成煤氣 )。 燃燒室有使用油或氣單一燃料的，也有使用油和氣 雙燃料的，后者既可以燒油，也可以燒氣，或者油 氣混燒。 (3)燃?xì)馔钙剑?用來驅(qū)動壓氣機(jī)和發(fā)電機(jī)的葉輪機(jī) 械，工作原理與汽輪機(jī)相似，但工質(zhì)是具有壓力和 溫度不可凝結(jié)的氣體，工質(zhì)在燃?xì)馔钙降娜~柵中進(jìn) 行膨脹，將部分熱能轉(zhuǎn)換為動能，推動動葉和轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)做功。目前應(yīng)用最廣的是軸流式。 單軸燃?xì)廨啓C(jī) ； 透平既拖動壓氣機(jī)，同時又拖動外 負(fù)荷，三者是共軸的。 分軸燃?xì)廨啓C(jī)； 壓氣機(jī)由高壓透平 (又稱壓氣機(jī)透 平 )拖動，發(fā)電機(jī)則由低壓透平拖動，這兩個轉(zhuǎn)子 是彼此獨(dú)立的。 與蒸汽輪機(jī)相比： ■ 燃?xì)廨啓C(jī)具有重量輕、體積小、設(shè)備簡單、啟動 快、自動化程度高、單機(jī)功率較大 (可達(dá) 300MW等 級 )、熱效率可達(dá) 36％～ ％等特點(diǎn)，因此已 大量應(yīng)用在電力系統(tǒng)或熱電聯(lián)產(chǎn)電廠。 ■ 燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)鉁囟雀?、壓力低、體積流量很大， 單機(jī)功率比不上汽輪機(jī)；燃?xì)馔钙降撵式敌。墧?shù) 比汽輪機(jī)少；燃?xì)鉁囟雀咔矣懈g成分，葉片、轉(zhuǎn) 子和氣缸需冷卻并采用耐腐蝕材料。 二、燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán) 第一章指出，工質(zhì)的加熱溫度越高，放熱溫度越 低，熱效率就越高。目前，燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)獬鯗匾? 達(dá) 1260～ 1427 0C ，但其放熱溫度也甚高，一般為 425— 600 0C ，致使大量熱能隨排氣進(jìn)入大氣而損 失掉，因而簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的凈熱效率只有 35 ％一 41％， 目前單純用燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置主 要用于電力調(diào)峰或緊急備用電源；而水蒸氣動力循 環(huán)的初溫一般不超過 600 0C ，放熱溫度在 30 0C左 右比較接近環(huán)境溫度。若將燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱作 為對蒸汽循環(huán)的加熱，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，送到 汽輪機(jī)中去做功，這樣，就可以在不多耗燃料的前 提下，額外地獲得一部分機(jī)械功，使熱效率提高。 這就構(gòu)成 燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán) ，既有燃?xì)庖徽羝?lián) 合循環(huán)的凈熱效率已達(dá) 56％～ 58％，本世紀(jì)初有 望超過 60％。 常規(guī)的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組 主要有 余熱鍋爐型、補(bǔ)燃余熱 鍋爐型、增壓鍋爐型和排氣助燃鍋爐型 4種基本形 式，如圖 l一 28所示。 以上形式中 余熱鍋爐型 為主要的發(fā)展形式 余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán) [圖 1— 28(a)]：這是比較簡 單、用得最多而且早已成熟的方案。溫度高達(dá) 425～ 600 ℃ 的燃?xì)廨啓C(jī)排氣被引到裝在其后的余 熱鍋爐中去加熱給水，使其產(chǎn)生蒸汽，送到汽輪機(jī) 中去做功。這是以燃?xì)廨啓C(jī)為主，汽輪機(jī)為輔的聯(lián) 合循環(huán)。機(jī)組的總功率約為燃?xì)廨啓C(jī)功率的 ～ 。汽輪機(jī)功率和蒸汽參數(shù)取決于燃?xì)廨啓C(jī)的 功率和排氣溫度。在燃?xì)馔钙降呐艢鈧?cè)可設(shè)置旁通 煙囪，這樣就可使燃?xì)廨啓C(jī)單獨(dú)運(yùn)行。余熱鍋爐沒 有安裝補(bǔ)燃設(shè)備，無輻射受熱面，有自然循環(huán)和控 制循環(huán)兩種型式。 余熱鍋爐分臥式和立式布置，對流受熱面對應(yīng)作垂 直布置和水平布置，使煙氣橫向沖刷管束，它的結(jié) 構(gòu)簡單、造價也低。聯(lián)合循環(huán)中的汽輪機(jī)不能單獨(dú) 工作，一般按滑壓方式運(yùn)行，其蒸汽參數(shù)和功率將 隨燃?xì)廨啓C(jī)的功率而改變。下圖為典型余熱鍋爐簡 圖。 目前，余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)的凈熱效率已達(dá) 56 ％～ 58％。燃用重質(zhì)液體燃料時，由于燃?xì)廨啓C(jī)