2014国家三部委发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》,其中要求2020年前现役机组改造后平均供电煤耗低于310g/(kW∙h),600MW及以上机组(除空冷机组外)改造后平均供电煤耗低于300g/(kW∙h)。为适应国家节能与环保的要求,以及电厂节能降耗的需求,近年来各电厂开展了各种节能降耗的机组升级改造。然而,燃煤电站风机的厂用电率之和一般达到1.5%以上(2015年我国燃煤电厂平均综合厂用电率为6.94%)。对于三大风机耗电率,各电厂相差较大。部分电厂的总耗电率可以控制到低于1.2%的水平,而有部分机组则高达2%以上。这部分燃煤电站风机耗电率高的原因主要有:
1) 风机选型裕度过大或风机选型不当;
2) 烟风系统流量偏大;
3) 烟风系统阻力偏大;
4) 风机进出口管道布置不合理。
目前发电厂用的烟风道设计主要依据是设计规程,由于受工程进度要求和设计理念的影响,设计工作往往停留在满足规程要求的层面上进行定性的优化,而没有具体分析道体内的流动情况进行细化、优化设计。在具体电厂的烟风道设计中普遍存在弯头多、路径长等问题,单个零部件的设计对阻力影响的考虑也有所欠缺,这些往往会使得烟风道流场不稳定,易产生振动,增大阻力,也将进一步增加配套辅机的能耗。随着国家对电厂环保节能要求的升级,为满足换热效率要求或除尘效率要求,炉后换热设备、除尘设备等对于气流分布往往都具有较高的要求。目前部分发电机组炉后烟道安装的各种导流或均流设备,除增加阻力牺牲能耗外,仍无法很好地满足气流均匀性的要求。
本项目规定的发电厂用低阻烟风道是一种通过CFD理论指导,对参考项目烟风道(主要烟道)进行模拟流动场,对弯头等异形件进行优化,尽量将与气体接触的表面曲线设计得更光滑、圆润及流畅,以改变或引导气流,使气流很容易地通过道体,从而达到减少沿程阻力、降低道体振动、增强气流稳定性,达到降低系统能耗和设备损耗的目。
国内已有很多企业、研究机构开展低阻烟风道的研究开发和推广应用,如:龙净环保、中国电力工程顾问有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院等。发电厂用低阻烟风道已成功应用于电力行业的烟风系统,如:大唐陕西发电有限公司渭河热电厂、大唐韩城第二发电有限责任公司等电力行业的烟风系统上。
目前,发电厂用低阻烟风道没有行业技术标准,无统一的技术要求,国内各生产企业对该装置的设计、制造、试验和检验等没有统一的技术规范可遵循,导致产品质量参差不齐。为了填补国内此类产品行业标准的空白,规范国内发电厂用低阻烟风道技术,亟待一个统一的标准出台。通过制定其行业标准,用于规范该装置的技术性能要求,保证该装置的设计、制造、试验和检验在标准控制下进行,使制造标准化、规范化,从而提高产品质量,推动技术进步,是非常有必要的。