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燃煤火电厂的热风箱的重新改建 Mustafa Zeki YILMAZO?GLU, Ali DURMAZ 嘎子大学工程学院机械工程系 摘要:火电厂的重新改造可能是应对能源需求的最快方法同时是降低每发出1千瓦时电能所排放二氧化碳量的有效方法。在火电厂的热风箱重新改建的研究中使用的是热力仿真研究的方法。索玛火电厂是在1957年开始运作的并且一直工作到2010年。在目前的形势下，该火电厂的装机容量是44MWel，采用两个单元。锅炉被设计与一种较低热值为3550千卡/公斤的索马褐煤配合运行。这里对一个单元进行了仿真以确定误差百分比。在新空气通入改建后的热风箱的情况下进行了仿真并且将结果进行了比较。在仿真中，燃气轮机功率占原始安装的功率的10％至22％。根据那些研究结果，净功率从11％提高到27％，在进行改建后单位装机容量的二氧化碳排放量减少了约7％。 关键词：热风箱，动力装置改建，二氧化碳减排量，热电厂，联合循环 1.概述 由于人口的增长和产业化的提高导致人类的能源需求迅速增加。结果，电力消耗和因发电而导致的温室气体排放也在增加。近年来，因为认识到了化石燃料燃烧的风险使有效利用能源，可再生能源和全球变暖成为主要的研究项目。联合循环发电厂与传统的单周期发电厂相比由于其有效地利用了能源所以成为首选发电系统。然而，传统火电厂仍以其低净电效率在运行。在土耳其，火电厂一般用褐煤来发电。由于老化和运行的问题，这些电厂的净电效率在逐年降低。因此，对这些电厂进行改造可以增加他们的能源效率，并减少其对全球变暖风险的影响。 动力装置改建可以被定义为增加装机容量及净电效率，降低火电厂的排放量。通常，燃气轮机将被添加到该循环中的热动力装置改建的应用中。给水加热，热风箱和动力装置改建是3个最常用电厂实施的改造方案（埃斯科萨和罗密欧，2009）。在给水加热中，蒸汽轮机的提取点被废止，给水加热的热量是由回收蒸汽发生器（HRSG）或是一个太阳能场（波波夫，2011）提供的。航改式燃气轮机，容量为现有电厂的12％-30％，给出了最佳的电厂给水改造的应用优化结果。 改建热风箱动力装置可以通过3种方法被推广应用。第一种是：来自燃气轮机的废气被输送到原来的锅炉，废气中的氧气含量一般来说是足够点燃煤粉颗粒的。然而，由于高温废气，燃烧器部分不得不采用高温耐磨材料（图1）。第二种方法：废气可以通过通入新空气以降低燃烧气体的温度，并增加气体流氧气含量（图2）。第三种方案：省煤器安装在燃气轮机之后并且给水是从省煤器中加热的（图3）。 图1.直接热风箱改建 图2.新空气稀释热风箱动力装置改建 燃气轮机和一个回热蒸汽发生器被安装在并联动力装置改建中，并且额外的蒸汽被送入蒸汽轮机中。额的燃气轮机堆叠的并联电厂改造给电厂的运行带来了灵活性（亚玛索?路和杜马士，2011）。在所有的应用中，在适当的选择燃气轮机和HRSG组合条件下增加容量（马斯里，2008；卡拉佩利，2009）。 图3.预冷热风箱的应用 在火电厂，电厂改造降低了每台机组的二氧化碳排放量（申克和艾伦，2003;沃尔特斯，2008）。在电厂改造的应用中最重要的参数是设备的预期寿命。因此，一个详细的寿命分析必须在改造之前进行。此外，燃气轮机和回热蒸汽发生器的选择在改造后对于火力发电厂的运行是至关重要的（雅科夫奥斯等人，1998;马修1998）。 对于动力装置改建的分析，燃气轮机优势和动力装置改建效率是决定性参数。动力装置改建的效率可以被定义为在该循环中发电上的增长量与热量的增长量的比值，在式（1）中给出。下标ar和br分别代表改造后和改造前。动力装置改建之后，由于燃气轮机的存在使发电量增加。此外，天然气消耗量增加并且其产生的热量加到该循环中。燃气轮机效率可以被定义为发电增量与燃气轮机装机的速率的比值，在式（2)给出。在一个典型的装机容量为400 MWel的联合循环发电厂中，约67％发电容量是由燃气轮机供给的。然而，在动力装置改建的情况下，它是约占10％-25％的，这会导致选择较小的燃气轮机。此外，这一结果会直接关系到电厂的第一投资成本的。 在表1中，给出的是在土耳其火电厂的投入运行的日期，安装容量，台数，燃料类型，以及燃料的较低的热值（LHV）较高的热值（HHV）。在土耳其褐煤是发电的主要燃料资源，并且越低等级的褐煤一般都用于发电。其中的大多数火电厂都是在80年代中期开始投入运行的。因此，这些电厂的净电效率和可用性由于设备的老化已随时间而降低了。所有这些可以通过对燃气轮机等设备的详细性能分析后将其动力设备重新改造。 在这项研究中，对索玛火电厂进行了检查并且通过使用一款商业软件对这个火电厂的热风箱动力装置改建的应用进行了研究。2010年索玛火电厂被淘汰，目前，已安装电厂的容量为44 MWel，具有2个单元。当前