660MW超临界锅炉暖风器疏水系统节能优化
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660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化分析
660MW超超临界高参数机组是目前国内外电厂中使用较为广泛的一种发电机组,具有
发电效率高、环保指标好等优点。
随着国家能源消耗的日益增加,发电行业也受到了节能
降耗的压力,因此对于机组的节能降耗综合优化分析显得十分重要。
本文将从机组运行情况、燃煤特性、节能降耗技术等方面进行综合分析,为实际操作提供指导和参考。
对660MW超超临界高参数机组的运行情况进行分析。
该型号机组是目前国内发电企业
中较为普及的一种大型发电机组,具有排放低、效率高的特点。
由于机组的长期运行,存
在一定的能耗损耗和效率下降的问题,因此需要进行综合分析,找出节能降耗的潜在因素。
通过对机组运行数据和参数的分析,可以发现一些潜在的能耗损耗和效率下降的原因,为
后续的节能降耗优化提供依据。
对燃煤特性进行分析。
660MW超超临界高参数机组通常使用燃煤作为燃料进行发电。
燃煤的特性对机组的节能降耗有着重要的影响,因此需要对燃煤的质量、燃烧特性等进行
详细的分析。
通过对燃煤的成分、含硫量、灰分含量等参数进行分析,可以找出燃煤在燃
烧过程中可能存在的问题,为节能降耗的优化提供重要的依据。
对节能降耗技术进行分析。
660MW超超临界高参数机组在运行中可以采用一些先进的
节能降耗技术,例如超临界循环、超临界锅炉等。
这些技术可以有效地提高机组的效率和
降低能耗,但是需要结合实际情况对其进行综合分析。
通过对这些节能降耗技术的运用情
况和效果进行深入分析,可以找出其可能存在的问题和改进空间,为实际操作提供重要的
参考依据。
660MW超超临界机组闭式水系统运行方式优化发布时间:2022-08-16T06:17:45.581Z 来源:《科学与技术》2022年4月第7期作者:王声桓陈林[导读] 近年来,国内电力市场饱和度较高煤电市场竞争尤为激烈王声桓陈林中国核电工程有限公司江苏省连云港市 222042摘要:近年来,国内电力市场饱和度较高煤电市场竞争尤为激烈?一方面,面对日益严峻的环境形势,江浙沿海地区的多数大型燃煤电厂都进行了超低排放改造;另一方面,面对始终维持高位的国内煤炭市场,煤电企业的生存压力极大,当前形势下优化运行方式挖掘节能潜力才能适应竞争日益激烈的电力市场提高企业利润?在火力发电厂中,电动辅机较多?电耗较大,因此具有较大节能改造空间?在电力市场改革新趋势下,机组频繁启停?快速响应,为积极响应节能减排号召,火电厂以提质增效为导向,降低企业用能成本,进一步提高企业效益,开展停机节能改造工程?本文以某电厂660MW高效超超临界机组闭式水系统改造为实例,针对超超临界机组闭式水系统在不同季节机组的各种运行方式下,对闭式水系统进行相应的运行方式优化调整,并实施改造,从而实现有效的节能效果?关键词:660MW超超临界燃煤机组;循环冷却水系统;闭式循环水泵闭式水系统的用户主要包括主机润滑油冷油器?汽泵EH冷却器?疏水泵轴承冷却器?电泵机械密封水?电泵稀油站冷却器等?对温度调节要求较高的冷却用户,如主机和给水泵汽轮机的润滑油冷却器?发电机氢气冷却器?定子冷却器?密封油冷却器等,在其连接管道上设有单独的温度调节阀?1系统概述电厂建设规模为两台超超临界660MW燃煤机组?闭式循环冷却水系统,配置2×100%容量的闭式循环冷却水泵,一运一备?系统设有一只高位布置的膨胀水箱,为了简化系统和管道布置,闭式循环冷却水采用一个压力系统,压力满足所有冷却水用户的要求?在闭式水换热器出口母管上设有调节阀组,用于在不同工况下调节闭式水供水母管流量和压力?对温度调节要求较高的冷却用户,如汽轮机和小汽机的润滑油冷却器?发电机氢气冷却器?发电机水冷系统等,在其进口或出口管道设有单独的温度调节阀?闭式水系统的闭式水泵型号为NTS350-510A?设计流量2800t/h;闭式水泵电机为上海电气集团上海电机厂有限公司生产型号YKK450-4?额定功率560kW?电压等级6000V?额定电流66.5A?功率因数0.86?效率0.9444[1];开式水采用循环水二次循环系统,开式水设计水温:平均22.23℃?夏季36.12℃;闭式水设计水温:平均27℃?夏季38℃[2]?2闭式水系统存在问题及优化运行2.1运行期间存在问题及优化分析电厂闭式水系统设计时,闭式水泵为2×100%容量配置,要求单泵运行满足夏季工况要求,并且调节方式为泵出口母管增设调节阀调节?在各种水泵流量调节方式中,泵出口调节阀调节方式虽配置简单,但能量损失较大,因此泵在选型上选择了大流量?高扬程的?全年660MW负荷下开式水温如图1所示?由图1可知,全年除5月至9月份开式水最高温度较高外,其余月份开式水最高温度均远小于设计开式水温度36.12℃?相应的闭式水流量也远小于设计流量?开式水温下降造成闭式水温下降,闭式水流量需求减少,造成其余季节运行时需要不同程度的关小闭式水母管流量调节阀进行节流,能量损失较大?3月份1号机组正常运行时各负荷下开式水温与闭式水流量?闭式泵电流的实时数据统计如表1所示?表13月不同负荷闭式水系统运行情况表1:开式水温与闭式水流量?闭式泵电流的实时数据统计由表1可知,负荷越高开式水温度越高所需的闭式水流量越大,流量变化对闭式水泵电机的电流影响较小,相应的闭式水泵电耗基本不变?根据目前采用的调节阀调节方式和闭式水系统设置状况,可选择增设一台小闭式水泵与原闭式水泵并联布置,在环境温度较低时段运行,可减少闭式水泵电耗?该方案实施和运行均较为简单,投资相对较低,在几种改造方案中对原闭式水系统影响最小,因此推荐采用该方案?增设小闭式泵方案的经济性与小闭式泵容量大小关系密切,容量大,则小泵运行覆盖时段长,但单位时间节电量相对较低;容量小,则小泵运行覆盖时段短,但单位时间节电量相对较高?通过对图1?表1的数据分析,宜采用一台南方泵业生产的350-360A型号的双吸离心泵,额定流量1731t/h?扬程35m?轴功率175kW,电机额定功率200kW?电机电压等级380V[5]?初期投资相对较低,系统配置简单,管路?位置均易布置,因此建议采用这个方案?机组在除5月至9月份外,其余7个月时由增设的小闭式泵运行,其余两台大闭式泵作为备用,从而节约厂用电,提高机组运行的经济性?2.2停运期间存在问题及优化分析机组停运至盘车系统停止运行期间汽轮机需要一个漫长的温降过程,通过最近几次停机数据分析得到需18天,在此期间闭式水系统需连续运行,耗费了大量电能?由于机组停役厂用电工作电源失去,需通过高备变维持厂用电运行?此时的电价为工业用电远高于上网电价,可考虑采取措施调节闭式水系统的运行方式,从而节约闭式水泵耗电量,减少停运期间电耗?考虑到机组停运期间闭式水的需求量因开式水的温度不同在50~200t/h,而该电厂为两台660MW机组,采用两套配置相同的闭式水系统?在一些全厂公用的系统中如电泵润滑油系统?空压机系统等均用闭式水来作为冷却水,在这些系统中两台机组的闭式水可以相互连通,系统图如图2所示?在一台机组停运期间,因公用设备需保持运行,相应的闭式水应切换至由运行机组的闭式水系统来保证公用设备的安全运行?邻机闭式水系统闭式水泵额定流量为2800t/h,完全能维持正常运行所需及增加的邻机停运时所需求的流量?因此,可采用在机组停运期间用邻机闭式水系统来维持本机的流量需求,以维持各油系统油温正常,对临机闭式水系统无明显影响?图2两机闭式水电泵区域联络方式电厂两台660MW机组公用一台30%容量电动启动给水泵正常运行期间不做备用,并且电动给水泵位于机房0m,位置便捷易操作?两机闭式水在电泵处的母管联络管内径为15cm,能够满足流量需求?因此,建议选择通过开启图2电动给水泵处两机闭式水联络母管的进回水隔离门,来供给一台机组停运期间的闭式水?3优化后经济性分析综上分析,在保证安全的前提下,电厂闭式水系统运行方式可调整为每年5月至9月份用原闭式水泵运行,其余月份采用小闭式水泵运行?在机组停运期间采用邻机闭式水系统通过电泵处联络管来维持本机的流量需求?在此以电厂1号机组2018年10月至2019年9月期间机组运行方式来计算?期间机组运行282天,停运84天;5月至9月份运行96天,停运57天?闭式水泵正常运行平均电流为46A,运行天数为354天?上网电价每千瓦时为0.429元,工业用电电价每千瓦时为1.2元?优化后用电量:Q=388×96×24+200×186×24=1786752(kWh)优化后全年用电金额=1786752×0.429/10000=76.65(万元)优化后闭式水系统节约金额=193.11-76.65=116.35(万元)计算后可发现系统优化后全年可节能约150万kWh,提高机组经济效益116.35万元? 4结语该电厂660MW超超临界机组闭式水系统由于系统配置因素有较高的节能空间,在通过合理的闭式泵选型?调整系统运行方式来节约闭式水系统的能耗,节能效果明显,单台机组全年可提高经济效益约116.35万元?参考文献:[1]Q/HCX104002—2017,电厂企业标准:某电厂660兆瓦高效超超临界燃煤机辅机运行规程[S].[2]Q/HCX104001—2017,电厂企业标准:某电厂660兆瓦高效超超临界燃煤机主机运行规程[S].[3]王忠成,离心泵叶轮车削节能效果在实践中的应用[J].东北电力技术,2012(4):50-52.[4]彭建坡,变频器在水泵控制中的应用与节能[J].现代制造技术与装备,2018(8):150-152.[5]江苏南方泵业制造有限公司.OTS型双吸中开离心泵安装使用说明书[Z].。
学术论坛660MW超超临界机组协调控制系统优化分析张 鑫(京能(锡林郭勒)发电有限公司,内蒙古 锡林浩特 026000)摘要:本文主要对国内某发电公司的两台660MW超超临界机组协调控制系统进行分析,首先分析了机组的协调控制相关的策略特点与难点,然后对机组的运行期间出现的协调控制系统问题加以优化,最终为机组的运行安全和经济运行打下一定的基础。
关键词:660MW超超临界机组;控制策略;优化;大延迟;协调控制系统1 概述本次分析的机组为660MW超超临界褐煤间接空冷机组。
锅炉为高参数超超临界褐煤直流锅炉,并使用中速辊式正压直吹式的制粉系统,汽轮机为高背压九级回热高效汽轮机,发电机为双水内冷汽轮发电机,机组辅机配置为:空气预热器两台、磨煤机七台、送风机两台、引风机两台、一次风机两台、汽动给水泵一台,公用电泵一台。
热工控制系统(DCS)使用OVATION分散控制系统,模拟量控制系统(MCS)能够对系统进行分散控制,并针对锅炉和汽轮机以及设备加以连续的闭环控制,确保机组稳定安全,符合安全启、安全停、定压、滑压的运行标准。
2 协调控制的策略分析超超临界机组使用的协调控制系统由汽轮机和锅炉的主控回路、负荷指令和主蒸汽压力的相关设定、协调方式的切换、辅机故障快速减负荷、频率和热值的校正等功能回路。
汽轮机和锅炉的主控回路一般情况下有四种不同的运行控制:汽轮机跟随控制方式(锅炉和汽轮机的主控系统分别是手动和自动),机炉协调控制方式(锅炉和汽轮机的主控系统均为自动),锅炉跟随控制方式(锅炉和汽轮机的主控系统分别为自动和手动),基本控制方式(锅炉和汽轮机的主控系统均为手动)。
协调控制系统通常使用锅炉跟随的方式。
炉跟机协调控制方式下,由锅炉主控系统来承担维持机前压力,而汽轮机主控则使用在对机组的负荷控制。
此种控制方式特点为机组负荷响应快,负荷控制精度要高,但机前压力波动大。
依据相关部门对机组的要求,使用此协调的方式可以更加符合要求,下图1显示为2.1 机组的负荷指令和蒸汽压力定值处理回路机组的负荷指令回路是负责机组接收外部负荷指令,然后再进行处理,最后再当作负荷的给定值发送至锅炉与汽轮机的主控系统,总共三个子回路:最大限制和最小限制回路,负荷控制站,变化率限制回路。
660MW超超临界机组低压加热器疏水系统优化赵乐强;李睿霄【摘要】介绍了660 MW超超临界机组低压加热器疏水系统的配置方案,分析了低压加热器疏水系统配置疏水泵和采用逐级自流方式疏水时对汽轮机热耗的影响,热耗验收工况下采用疏水泵方案时汽轮机热耗下降约3 kJ/(kW·h),推荐采用配置2台100%容量疏水泵的低压加热器疏水系统的优化方案;同时,采用最小年费用法比较了疏水泵定速和变频调速方案,变频调速方案年费用最小,较定速低加疏水泵方案年费用减少1.63×104元,疏水泵推荐采用变频调速方案.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2017(045)002【总页数】3页(P42-44)【关键词】660 MW等级;超超临界机组;低压加热器;疏水系统;疏水泵【作者】赵乐强;李睿霄【作者单位】中国电力规划设计协会,北京 100120;吉林龙华长春热电一厂,长春130052【正文语种】中文【中图分类】TM621.4火力发电机组高效率、节能减排是我国燃煤机组发展的主线,目前国内燃煤机组除了热电联产机组外,新建机组原则上为600 MW等级超超临界机组。
低压加热器(以下简称低加)疏水系统是660 MW等级超超临界机组回热系统的重要组成部分,不同的低加疏水系统配置方案对应不同的运行经济性指标,因此有必要对660 MW机组低加疏水系统进行优化选择,选择技术先进、指标优秀、运行可靠、性价比高的低加疏水系统,提升机组的整体效率。
目前国内汽轮机厂生产的常规660 MW超超临界湿冷机组的回热级数一般为八级或九级。
以九级回热系统为例,其包括三级高压加热器、一级除氧器和五级低压加热器,高压加热器疏水采用逐级自流到除氧器方式,低加疏水一般采用常规的低加疏水系统,即低加疏水逐级自流至凝汽器。
常规的低加疏水系统见图1。
常规低加疏水系统的特点是:系统简单,运行方便、可靠,初投资相对节省,但是机组的运行经济性较差。
以国内某汽轮机厂生产的660 MW超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、湿冷凝汽式汽轮机为例,该汽轮机具有九级非调整抽汽,驱动给水泵的小汽轮机排汽进入主机凝汽器。
660MW超超临界机组循环水系统节能优化策略研析发布时间:2022-12-01T03:02:08.280Z 来源:《新型城镇化》2022年22期作者:王大威[导读] 2020年我国监测发现不可再生资源消耗量正不断上升,且无效消耗的情况屡见不鲜,从发展的宏观角度上来看,若不对此进行管理控制,后续仍会不断提高。
江苏国信靖江发电有限公司 214500摘要:循环水系统是660MW超超临界机组中的重要组成部分,其运行效率、运行成本直接影响发电厂经济效益,由于超临界机组循环水系统整体能源消耗量较大,如不对此进行优化则会出现资源浪费的情况,不能满足当前绿色可持续发展的需求。
节能是新形势下的重要方针,只有通过技术优化,才能有效提高机组运行的经济性,下面将就此进行分析和论述,并提出了具体策略,切实达到节能降耗的目的。
关键词:660MW超超临界机组;循环水系统;节能前言:随着我国经济社会的不断发展,各类资源的消耗量日益增长,已面临资源匮乏、枯竭的问题,2020年我国监测发现不可再生资源消耗量正不断上升,且无效消耗的情况屡见不鲜,从发展的宏观角度上来看,若不对此进行管理控制,后续仍会不断提高。
2021年我国下达了相关文件要求依据国家节能环保管理条例以及地方节能管理条例改进系统,通过合理利用节能技术解决资源方面的矛盾冲突,从而为后续行业的发展建设奠定坚实基础。
在当前绿色节能可持续发展的大趋势下,660MW超超临界机组的运行进行节能技术优化和调整势在必行。
在运行中对总输出参数进行计算和统计,结合实际需求减少资源浪费情况,避免出现无效消耗而降低运营效益,还要结合节能环保技术对系统进行改进,使其符合时代需求,保证各项工作开展的稳定性与安全性。
1 660MW超超临界机组循环水系统节能优化概述1.1循环水系统循环水系统是660MW超超临界机组的主要设备,其原理是进行水资源的循环利用与能源转换,通过参数自动调整进行补偿,得到最佳运行方式[1]。
660MW超超临界机组启动节能优化的探讨在现代发电厂中,为了更好地满足实际运行的需要,往往会采用超超临界机组。
此类机组不仅设备较多,而且系统较为复杂。
在每次调试期间的启动,均导致其形成巨大的能耗。
所以为了更好地达到节能降耗的目的,本文认为:通过深度调试、采取措施实现最大限度的节能降耗。
湖南华电常德发电有限公司作为湖南省首台660MW超超临界机组,投产之后,在盘点本厂系统设计、设备选型的基础上,制定优化运行措施以及机组能耗指标目标值,使之投产后各项经济指标达到先进值,保证机组“压红线”运行。
这些探索在同类发电机组的推广应用上具有一定的指导和借鉴意义。
关健词:660MW;节能;机组启动0 引言660MW超超临界机组不仅设备较多,而且系统较为复杂。
在每次调试期间的启动,均导致其形成巨大的能耗。
所以为了更好地达到节能降耗的目的,就必须注重节能优化工作的开展。
尤其是在绿色发电的大背景下,只有尽可能地将机组启动时间缩短,才能更好地将发电成本降低。
这也是广大发电厂必须面临的可持续发展的严谨问题。
本文重点突出660MW超超临界机组启动初启的节能效果,通过改变设备运行方式,优化设备启动顺序达到节能降耗的目的。
1 设备简介湖南华电常德发电有限公司2×660MW超超临界燃煤发电机组,锅炉主设备由上海锅炉有限公司制造的超超临界变压直流炉,锅炉型号:SG-2025/26.15-M6011 型锅炉,额定主、再热蒸汽温度605/603℃。
汽轮机是上海汽轮机有限公司和和德国SIEMENS公司联合设计与制造了N660-25/600/600型汽轮机,其特点是:①超超临界;②一次中间再热;③单轴;④四缸四排汽;⑤八级回热抽汽;⑥双背压;⑦凝汽式的汽轮机,其给水系统设置了2台50%容量的气动给水泵、而在旁路中,主要采取了容量为40%BMCR的两级串联旁路系统。
在本工程项目中,采取的脱硝、除尘和除硫装置为当前国际最高标准,且所有的环保指标均比国家的超低排放标准要高。
660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化分析【摘要】摘要:本文对660MW超超临界高参数机组的节能降耗进行了综合优化分析。
在分析了研究背景和研究意义。
在对660MW超超临界高参数机组的技术特点进行了分析,总结了现有节能降耗技术的研究进展,探讨了节能降耗的综合优化方法,并评价了其实施效果。
结合具体应用案例,提出了节能降耗综合优化方案。
在结论部分对本文的研究进行总结,并展望未来的研究方向。
通过本文的研究,为660MW超超临界高参数机组的节能降耗提供了重要参考,有助于指导工程实践和提高能源利用效率。
【关键词】660MW超超临界高参数机组、节能降耗、综合优化、技术特点、研究进展、方法探讨、实施效果评价、应用案例、总结、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景煤炭是我国主要的能源资源,电力行业是煤炭消耗的主要领域之一。
随着经济的快速发展和能源需求的增长,传统的火力发电已经不能满足对电力的需求。
660MW超超临界高参数机组是火电行业的新型技术装备,具有发电效率高、节能降耗等优点。
目前,随着节能减排要求的提高,660MW超超临界高参数机组的节能降耗问题日益引起人们的关注。
如何通过技术创新和管理优化,实现机组节能降耗的目标,成为当前研究的热点。
本研究旨在对660MW超超临界高参数机组的节能降耗进行综合优化分析,探讨节能降耗的关键技术,并提出相应的应用案例,以期为火电行业的节能减排提供参考和借鉴。
通过本研究,可以为改善我国火电行业的发展环境,促进火电行业的可持续发展,提高我国能源利用效率做出贡献。
1.2 研究意义660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化分析具有重要的研究意义。
随着我国工业化进程加快和能源需求的增长,能源消耗已成为厂家的一大负担。
对于能源密集型行业来说,节能降耗不仅可以减少生产成本,提高竞争力,还能降低对环境的影响,实现可持续发展。
对660MW超超临界高参数机组进行节能降耗综合优化分析,可以在保证生产效率的前提下降低能源消耗,实现资源的有效利用。
660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化分析【摘要】本文主要围绕660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化展开研究。
在分析了研究背景、研究意义和研究目的。
在首先对660MW超超临界高参数机组的工作原理进行了分析,然后综述了现有的节能降耗技术,并探讨了节能降耗的挑战。
接下来,讨论了节能降耗综合优化的方法,并介绍了实践操作。
在评估了660MW超超临界高参数机组节能降耗综合优化的效果,展望了未来研究方向,并对整篇文章进行了总结。
通过本文的研究,可以深入了解660MW超超临界高参数机组节能降耗的优化方法,为提高发电效率和降低能耗提供了重要参考和指导。
【关键词】660MW超超临界高参数机组, 节能降耗, 综合优化, 工作原理, 技术综述, 挑战, 方法探讨, 实践, 效果评估, 研究展望, 总结1. 引言1.1 研究背景随着工业化和城市化的迅速发展,能源消耗量急剧增加,能源资源的供应与需求之间的矛盾日益突出。
为了更好地满足人们对能源的需求,提高供能效率,降低能源消耗,节能减排已成为当前能源领域的热点问题。
在电力行业中,火力发电是其中重要的发电方式,占据着绝大部分的电力生产比例。
而660MW超超临界高参数机组作为最新一代的大型火力发电机组,具有功率大、效率高、排放低的特点,因此受到广泛关注。
随之而来的是机组的能耗问题,尤其是高参数机组的能耗更是一个挑战。
为了进一步提高这一类机组的节能降耗能力,开展针对660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化已成为当前亟需解决的问题。
深入研究660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化,具有重要的理论和实际意义。
本文将对该问题展开研究,旨在为提高电力行业的节能减排水平,推动产业可持续发展做出贡献。
1.2 研究意义:660MW超超临界高参数机组作为热电联产系统中的重要设备,其节能降耗问题一直备受关注。
通过深入研究660MW超超临界高参数机组的节能降耗综合优化方法,可以提高系统的能效,减少能源消耗,降低运行成本,同时也有助于减少对环境的污染,实现可持续发展。
660MW超临界锅炉暖风器疏水系统节能优化呼博郝春元谷军生(河北国华定洲发电有限责任公司,河北定州 073000)摘要:本文讨论了锅炉暖风器水侧和汽侧调节的优劣,同时介绍了对暖风器疏水系统的设计优化,将暖风器的疏水改造为回收至凝汽器,在设计和应用上使暖风器疏水的回收利用更趋于合理,从而达到节能降耗、提高电厂经济效益的目的。
关键词:暖风器疏水设计优化1 概述电站锅炉暖风器一般是在我国北方电厂普遍使用,运行方式基本是冬季投运,夏季解列。
目前国内电站锅炉使用的暖风器大多是利用蒸汽作为热源来加热空气,目的是提高锅炉空气预热器一、二次风的进风温度,避免空气预热器冷端换热元件发生低温腐蚀,防止换热元件表面因积灰、结垢,造成空预器堵灰,导致烟风系统阻力的增加。
在实际运行中暖风器及其疏水系统存在着较多的问题,对电厂的节能减排、设备投入率以及补给水率等指标有一定影响。
特别是疏水系统,一旦出现故障,大量疏水无法回收,造成除盐水和热量的很大浪费。
同时疏水系统的问题还可能引起由于疏水不畅导致汽水共存,出现暖风器内部水击撞管产生机械振动及腐蚀,从而发生暖风器开裂、泄漏等事故。
定洲电厂一期暖风器系统调节方式是利用蒸汽侧进行控制调节,疏水方式选择了高压疏水,即通过疏水泵将暖风器疏水回收至除氧器。
二期工程是利用控制疏水进行调节,疏水方式选择了低压疏水,即直排至凝汽器热井。
本文将针对定洲电厂一期暖风器系统在实际运行过程中的经验教训进行总结分析,在二期工程中对暖风器及其疏水系统的优化改造前后效果的对比,为电厂节能减排工作,提高电厂经济效益做出了有益的尝试。
2 暖风器主要技术参数2.1 用汽参数暖风器由辅助蒸汽供汽,额定压力:1.037 MPa,工作温度378.4 ℃;最大压力:1.173 MPa,工作温度378.4℃。
2.2 风温控制要求为防止空气预热器冷端低温腐蚀,要求控制空气预热器冷端综合温度(即烟气出口温度+空气入口温度)在任何工况下等于148±2 ℃。
2.3 暖风器选型要求暖风器换热面积选择一般按将入口冷风从-8℃加热到35℃考虑,并考虑1.2倍的裕量。
3 暖风器疏水调节方式的比较目前在暖风器的调节一般有水侧调节或者汽侧调节两种方式,实质上是选择“调汽”还是“调水”来控制暖风器一、二次风温的问题。
调节阀前置为调汽,通过控制暖风器的供汽量达到调节一、二次风温的目的;调节阀后置是调水,通过控制暖风器中凝结水水位实现调节一、二次风温的目的。
3.1 暖风器调节的基本原理蒸汽侧调节的暖风器传热管内蒸汽压力小于汽源压力,相应的蒸汽饱和温度也有所降低,为满足调节阀的调节性能,一般阀座通径选得较小,在暖风器设计工况下,调节阀全开,阀前后的压差大约为0.1MPa,相应的蒸汽饱和温度降低约 6℃,使得传热能力减弱。
换言之,蒸汽侧调节实际上是将汽源蒸汽人为节流,造成了热能损失后再进行传热过程,由此带来的损失是在相同换热量前提下增大受热面积。
一般传统暖风器的来汽门开度是根据暖风器冷端综合温度来调整的,暖风器疏水量比较大时,将疏水旁路门打开,加大蒸汽流量,避免在内部产生水击。
由于是依靠蒸汽侧调节暖风器蒸汽流量,因此暖风器内部积水不能及时疏尽,这些水过冷后又与热的蒸汽进行热交换,反复混合,就会造成的水击现象。
3.2 疏水侧调节和蒸汽侧调节的优劣对比3.2.1 调节范围比较:蒸汽侧调节的范围是:暖风器内的蒸汽压力(进汽压力—调节阀全开压降):0.75~0.1MPa;进汽温度:约260℃。
阀后压力过低可能会影响暖风器及其疏水系统运行。
疏水侧调节的范围是:暖风器内的蒸汽压力等于气源压力;温度范围:蒸汽进汽温度至暖风器疏水温度。
由于疏水侧调节使得暖风器内的疏水温度理论上可以接近出风温度,即暖风器的出力调节范围可以达到0~100%。
而对于蒸汽侧调节而言,暖风器的疏水温度很难低于蒸汽饱和温度,所以疏水侧调节的范围大于蒸汽侧调节。
这一点使得疏水侧调节能实现空预器冷端腐蚀所要求的高于环境温度的任意锅炉进风温度数值。
辅汽参数:额定压力1.037 MPa,额定温度378.4 ℃疏水参数:压力P-0.1MPa,温度为饱和水温度或过冷水温度3.2.2 热能利用率的比较对于蒸汽侧调节,暖风器的疏水温度为相应工作压力下的饱和温度,而疏水侧调节理论图1:暖风器自动控制PI系统图上可以使暖风器的疏水温度最低接近暖风器出风温度,大大低于相应工作压力下的蒸汽饱和温度。
由于进汽热源相同,疏水温度低则意味着单位工质的放热量大,所以疏水侧调节使得暖风器的热能利用率高,一般可使暖风器蒸汽消耗量减少10%以上。
3.2.3 蒸汽参数选择余地的比较蒸汽侧调节主要通过蒸汽压力的变化实现调节功能,所以对蒸汽压力的要求较高,如果压力过低就满足不了调节阀调节的要求;疏水侧调节同蒸汽压力无关,蒸汽压力只需要满足疏水系统流动的动力要求。
以下图表是上海发电设备成套设计研究院提供的随着环境温度的变化,暖风器温升、疏水温度等各参数的变化列表。
图2:暖风器节能曲线图表1:温度(℃)-8.00 -8.00 2.80 13.50 24.30暖风器出风温度35.00 35.00 35.00 35.00 35.00暖风器温升43.00 43.00 32.30 21.50 10.80疏水温度181.47 153.07 130.07 107.07 95.07锅炉排烟温度125.00 125.00 125.00 125.00 125.00冷端温度73.00 73.00 73.00 73.00 73.00从计算得到的图示曲线和表格数据可以看出:暖风器疏水的自动控制装置能有效抵消环境温度变化的影响,控制锅炉空气预热器空气进口端的金属壁温为恒温73℃左右,从而动态控制锅炉低温腐蚀;随着环境温度的升高,暖风器出力可自动减小,暖风器出口风温不变,从而使得锅炉排烟温度不会随着环境温度的升高而升高,能有效提高锅炉效率。
通过上述分析可以看出疏水侧调节相比蒸汽侧调节以下几方面的优越性:➢可选择参数较低的蒸汽汽源;➢调节范围大;➢热能利用率高;4 高、低压疏水方式的对比目前国内常见的暖风器疏水一般有两种方式,一种是暖风器高压疏水,即通过暖风器疏水泵将疏水排至除氧器;另一种是低压疏水,即依靠压力差自流至凝汽器。
对于这两种疏水方式的优劣,设计院和各电厂之间看法不一,争论的主要焦点是:高压疏水方案理论上成熟、热量损失小;低压疏水方案系统简单、可靠性高、设备运行维护成本低、投入率高。
图3:暖风器高、低压疏水系统图定洲电厂暖风器疏水系统原设计为高压疏水的方式,即通过疏水泵至除氧器。
暖风器疏水进入疏水箱后分成二路:一路是:正常运行时疏水箱内的疏水经暖风器疏水泵输送到除氧器。
另一路是:锅炉检修和启动初期水质不合格时,疏水排放到空预器冲洗水池。
图3中,虚线框内是暖风器疏水系统的原设计方案,可以概括为“暖风器→疏水箱→疏水泵→除氧器”的方式(以下简称为“至除氧器”方式);实线部分的系统是定洲电厂改造后的方案,可以概括为“暖风器→疏水器→凝汽器”的方式(以下简称为“至凝汽器”方式)。
4.1 “至除氧器”疏水方式存在的问题暖风器疏水通过疏水泵回收至除氧器,但在疏水回收过程时经常发生管道振动,尤其在疏水箱水位低、疏水泵停止运行时振动更加剧烈,主要原因是停泵时汽水倒流,逆止门受冲击变形不严,而且由于疏水管进入除氧器的接口位置与加热蒸汽管接口相近,停泵后使调节门后的管道内除氧器的蒸汽与疏水(大约80~90℃)形成汽、液两相流动,疏水发生汽化,在运行中产生两相流,导致管路剧烈振动,造成疏水无法回收。
4.1.1 系统复杂、设备可靠性要求高“至除氧器”疏水方式的系统复杂、庞大,疏水箱和疏水泵都要占用较大的空间,为了减少疏水泵入口汽蚀问题,疏水箱还要求有一定的高度形成压头。
同时疏水泵和除氧器的标高相差较大,必须考虑泵足够的扬程。
暖风器疏水是从锅炉0米通过疏水泵回收到26米高的除氧器,所需泵扬程应当为除氧器的最大压头加静压头与沿途损失之和,再取一定的安全系数,根据除氧器最大工作压力为0.7 MPa,计算出来的暖风器疏水泵的扬程应为140~150米。
而定洲电厂实际所选的泵的扬程只有50米,远远小于计算值,无法将疏水排至除氧器,从而导致在冬季暖风器疏水每天约700吨不能实现回收,只能导入定排,造成热量和除盐水的大量损失。
4.1.2 故障环节多,疏水泵易发生汽蚀现象主要的故障环节是疏水箱的立管式水位计故障及疏水泵的经常性汽蚀问题。
由于疏水箱水位计故障多,需要考虑在泵的出口处设计最小流量保护装置。
水位计的故障一方面可能会造成疏水箱的满水甚至向暖风器的倒灌,造成暖风器水击和振动的问题;另一方面可能会造成疏水箱无水,导致疏水泵空转,危害泵的安全。
疏水箱属于压力容器需要有一定的容积进行汽水分离,其中的液位是经过液位计检测并根据设定的高低限去控制疏水泵的启停。
疏水泵的频繁启停和进口区域汽蚀都决定了电机与泵体的高故障率。
4.1.3 造价昂贵、维修量大在实际运行中由于流量较实际要求大。
而暖风器疏水箱设计容积为4 m3,单台泵设计流量50 T/H,水位较高时只需5~10分钟就把疏水箱内凝结水抽空。
故造成暖风器疏水泵频繁启停,给运行人员造成较大负担,并对设备管道造成严重的冲击。
由于疏水系统庞大和复杂,直接带来造价的增加,疏水箱及其水位检测,疏水泵(包括备用)及再循环阀保护,疏水箱和疏水泵的控制系统,包括信号缆及动力缆等等,达到40~50万元。
如果再加上每年的检修维护费用及厂用电的消耗等二次投入就更多了。
4.2 “至凝汽器疏水”方式的优越性从图3 中可以看到:“至凝汽器疏水”系统将“至除氧器疏水”系统简化到仅剩下自动疏水器这一个环节了,即疏水器可靠性就是疏水系统可靠性。
在暖风器工作过程中,一、二次风温依靠调节阀调节凝结水流量大小进行控制,产生的冷凝水被疏水侧的疏水器排出(而不会使蒸汽通过),由于机械型疏水器可以排放饱和温度的冷凝水,同时疏水器的排放能力大于暖风器最大热负荷时冷凝水量的1.5倍,因此暖风器中的凝结水不能在暖风器翅管和联箱中滞留,确保暖风器避免积水而引发的锈蚀、水击、振动以及泄漏问题。
4.2.1 优化后采用直排方案,可简化暖风器疏水系统,可方便运行检修,降低维护成本,同时取消疏水泵还可减少厂用电的使用。
4.2.2 节约投资,降低工程造价。
4.2.3 取消疏水泵、疏水箱,可降低设备运行风险。
毋庸置疑,“至除氧器”方式系统复杂、故障率高、可用性差;“至凝汽器”方式系统简单、故障率低、可用性高。
5 综合效益评估定洲电厂二期工程在一期暖风器疏水系统改造的基础上总结经验教训,在二期工程对暖风器蒸汽调节系统在招标过程中选择了经济型更好的的疏水侧调节方式,同时向设计院提出了暖风器疏水系统的设计优化,采取了至凝汽器方式的直排疏水方案,在经过一个冬季的运行总结出以下优点:5.1 锅炉暖风器及其自动控制装置运行平稳、可靠、性能良好。