文章來源:志恒環保 作者:志恒環保 發布時間:2021-05-25 17:12:51 瀏覽次數:0
【摘要】1000MW超超臨界機組低溫省煤器與暖風器聯合改造項目,其意義重大。低溫省煤器的傳熱量提高到了上限,利用低品質七抽、八抽蒸汽,排擠高品質的六抽蒸汽,一方面提高了做功能力,另一方面大幅減少了汽輪機的排汽損失,優勢大大超越了傳統低溫省煤器的效益。
【關鍵詞】低溫省煤器;暖風器;排汽損失;做功能力
1 機組概況
2×1000MW機組分別于2010年6月、7月投入運營。三大主機均采用上海電氣集團產品。汽輪機為N1000-26.25/600/600(TC4F)型號的超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機。鍋爐為SG-3044/27.46-M53X型號的超超臨界、直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、切圓燃燒方式塔式鍋爐。
2 項目簡介
為響應國家節能環保的產業政策,更好的完成節能降耗和減排的任務目標,2013年,在公司的大力推動下,開展了各項深入合作,雙方本著平等、互信、共贏的理念,進行了六大項目的合作,包括蒸汽加熱啟動項目、低溫省煤器改造項目、廣義回熱項目、彈性回熱項目、空預器綜合優化項目、節能型調頻項目。
2014年9月至11月,完成各項改造項目。其中,低溫省煤器改造項目作為效益顯著的項目之一,初步計算,本次低溫省煤器改造的經濟性、安全性均已達到設計要求,低溫省煤器-暖風器聯合改造項目的投入使排煙溫度下降40℃,供電煤耗下降約4g/kw.h。
3 改造背景
目前,國內應用的暖風器已較為廣泛,實踐證明,用它解決鍋爐空氣預熱器低溫腐蝕和堵灰,已收到良好的效果。其缺點是熱經濟性在多數情況下將降低,尤其在暖風器參數選擇不當時,將大幅下降。其原因是暖風器溫升△tK超過臨界溫升后,它所引起的排煙溫度升高帶來的熱損失θg將大于暖風器的回熱收益θf,參見圖1.1的暖風器特性曲線。
圖1.1 暖風器特性曲線
隨著△tK的繼續提高,排煙溫升熱損失率愈來愈大,而回熱收益增長率卻逐步減緩,達到上限后開始下降。所以暖風器熱經濟性的虧損將愈來愈大。比如以N100-90/535機組和WG410/100-10型鍋爐,燃用龍口褐煤為例,從暖風器使用的實際計算結果(見圖1.2)看出,采用暖風器后,僅排煙溫度升高就使鍋爐效率相對降低1.4%-2.5%,全廠綜合經濟效果將大幅下降(達0.8%-1.4%)。顯然,扭轉暖風器經濟性虧損的有效途徑是降低排煙溫度,對余熱進行有效利用。為此,提出了低溫省煤器-暖風器聯合改造系統。
圖1.2 暖風器采用后的熱經濟性分析
4 改造原理
低溫省煤器布置在引風機出口煙道中,其進水取自NO.j-1加熱器出口凝結水,該凝結水在低溫省煤器中吸收排煙熱量后,返回NO.j加熱器進口凝結水。由于低溫省煤器入口水溫較低,因而鍋爐排煙可以得到適當冷卻,余熱將得到有效利用。低溫省煤器的熱經濟效益取決于低溫省煤器的熱負荷和排煙余熱利用的能級大小。低溫省煤器的熱負荷愈大,也就是排煙冷卻程度及排煙余熱利用程度俞充分,熱經濟效益就愈高;排煙余熱利用的能級愈高,其經濟效益將愈大。
暖風器用多級抽汽加熱雖然解決了擴大回熱量同抽汽壓力升高的矛盾,但在使用上存在較多問題。因為低壓抽汽壓力低、比容大,抽汽管道所需直徑很大。這不僅增加了往返汽輪機與空氣預熱器之間的管道投資,而且布置也較困難。尤其當抽汽級數(去暖風器)多時,這個矛盾更為突出。解決這個矛盾的好方法是凝結水加熱空氣。暖風器加熱用水引自NO.j-1加熱器凝結水出口,放熱后的凝結水返回NO.j-1加熱器進口凝結水或NO.j-2加熱器進口。凝結水不斷的循環將把抽汽熱量通過凝結水傳給空氣,避免了直接傳輸蒸汽的缺點,實現了多級抽汽加熱目的,簡化了管道,縮小了管徑,降低了抽汽壓損,使更低壓力抽汽用于暖風器成為可能。此外,用水加熱介質還可以免除暖風器汽側的汽蝕以及疏水泵汽化與腐蝕等問題,改善了暖風器的運行工況。
5 改造方案簡介
5.1 低溫省煤器改造
5.1.1 低溫省煤器安裝在引風機出口至脫硫入口煙道之間,安裝標高為11m,支撐在新立鋼結構上,通過吸收尾部煙氣的熱量來加熱凝結水,從而達到降低煙氣溫度,減少低加抽汽,增加汽輪機做功的目的。另外,每臺低溫省煤器配備15臺蒸汽吹灰器,確保低溫省煤器傳熱性能。
5.2 暖風器改造
5.2.1 冷二次風暖風器安裝在送風機出口至空預器進口冷二次風道之間,A/B側對稱布置,安裝標高為17m。該暖風器利用凝水來加熱冷二次風,提高冷二次風溫,防止空預器冷端腐蝕與堵塞。
5.2.2 冷一次風暖風器安裝在一次風機出口至空預器進口冷一次風道之間,A/B側對稱布置,安裝標高為0m。該暖風器利用凝水來加熱冷一次風,提高冷一次風溫,防止空預器冷端腐蝕與堵塞。
6 改造效果分析
低溫省煤器與冷一、冷二次風暖風器的完美結合,將低溫省煤器的熱負荷提高到了上限,利用低品質七抽、八抽蒸汽,排擠相對高品質的六抽蒸汽量達到40-60t/h,一方面提高了做功能力,另一方面大幅減少了六抽排擠蒸汽對凝汽器排汽損失,優勢大大超越了傳統的低溫省煤器的經濟性。同時提高了空預器的進口冷風溫度,確??疹A器冷端壁溫在露點溫度以上,避免了空預器冷端蓄熱元件等部件低溫腐蝕及堵灰的損害。
冬季運行期間,負荷900MW工況下,鍋爐排煙溫度下降44℃,凝結水溫升提高近24℃,達到設計要求。詳見圖1.3。
圖1.3 低溫省煤器系統參數
7 結論
低溫省煤器-暖風器聯合改造系統,不僅解決了鍋爐空預器低溫腐蝕、堵灰問題,而且還提高了低溫省煤器的熱經濟性,一方面,暖風器用汽與低溫省煤器排擠抽汽產生能位差收益,減少凝汽器冷源損失;另一方面,低溫省煤器不僅抵消了暖風器引起的排煙溫升,而且還把排煙溫度降到了煙氣露點溫度以上10℃左右。低溫省煤器-暖風器聯合改造系統經濟性顯著提升。
文章來源:《第四屆熱電聯產節能降耗新技術研討會論文集》
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