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制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)治理技術(shù)在330MW燃煤鍋爐的應(yīng)用

2015-04-24 07:15許金輝馬傳崗韓玲
綜合智慧能源 2015年10期
關(guān)鍵詞:風(fēng)溫預(yù)器制粉

許金輝,馬傳崗,韓玲

(1.國電蓬萊發(fā)電有限公司,山東 蓬萊 265600;2.山東英電節(jié)能科技有限公司,濟(jì)南 250101;3.山東泓奧電力科技有限公司,濟(jì)南 250101)

1 問題的提出

某電廠#7機(jī)組單機(jī)容量為330MW,鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HG-1021/18.2-YM9型亞臨界鍋爐,空氣預(yù)熱器(以下簡稱空預(yù)器)為兩分倉式,設(shè)計進(jìn)風(fēng)溫度為23℃,出風(fēng)溫度為330℃。制粉系統(tǒng)采用4臺 DTM350/600型鋼球磨煤機(jī),中儲式乏氣送粉,負(fù)壓運(yùn)行,干燥劑再循環(huán)正常投入。配套汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司設(shè)計制造的 C330-16.7/1.0/537/537型中間再熱凝汽式汽輪機(jī)。額定負(fù)荷下鍋爐設(shè)計效率為92.10%,設(shè)計排煙溫度為129℃(修正后),實(shí)際運(yùn)行中#7機(jī)組鍋爐排煙溫度基本為145~160℃。制粉系統(tǒng)摻入大量的冷一次風(fēng),是造成熱一次風(fēng)量減少、空預(yù)器換熱效率降低(即吸熱減少)以及排煙溫度偏高的一個重要原因[1]。該電廠實(shí)際運(yùn)行中,滿負(fù)荷時空預(yù)器出口熱風(fēng)溫度約為325℃,而磨煤機(jī)入口的混合風(fēng)溫只需要230℃左右(隨煤質(zhì)不同混合風(fēng)溫在160~230℃之間變化),以上狀況會引起制粉系統(tǒng)摻入25%~40%的冷風(fēng),導(dǎo)致排煙溫度升高10~15℃。運(yùn)行中受粉管最低風(fēng)速限制,干燥劑再循環(huán)門不能再開大(排出口風(fēng)壓維持在3.8~4.2 kPa),因此,靠開大再循環(huán)門減小進(jìn)入磨煤機(jī)熱風(fēng)量的措施來降低摻冷風(fēng)率,作用十分有限。根據(jù)以上狀況,該電廠決定采用制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)治理技術(shù),以達(dá)到制粉系統(tǒng)冷風(fēng)零摻入的目的,從而降低排煙損失,提高機(jī)組效率。

2 制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)治理技術(shù)

制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)治理技術(shù)是在熱一次風(fēng)管道上加裝旁路,在旁路上加裝冷卻裝置,利用汽輪機(jī)的小部分凝結(jié)水作為冷卻介質(zhì),通過調(diào)節(jié)進(jìn)入冷卻裝置的熱一次風(fēng)量及凝結(jié)水量,把去制粉系統(tǒng)的熱一次風(fēng)溫度從空預(yù)器出口溫度降到磨煤機(jī)進(jìn)口混合風(fēng)的溫度,從而避免向制粉系統(tǒng)摻入冷風(fēng),使空預(yù)器風(fēng)量增加、排煙溫度降低。在煤質(zhì)、負(fù)荷變化(如煤中水分降低)時,通過調(diào)節(jié)熱一次風(fēng)冷卻裝置的傳熱功率,改變熱一次風(fēng)溫的降低幅度,保證磨煤機(jī)出口溫度在設(shè)定范圍,制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)裝置布置系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)裝置布置系統(tǒng)圖

從圖1可以看出,制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)治理技術(shù)的核心是從煙氣余熱中置換出熱量來加熱凝結(jié)水,減少汽輪機(jī)的汽耗,其原理和低壓省煤器技術(shù)原理相似,但兩者存在根本區(qū)別,主要從以下3個方面進(jìn)行比較。

(1)積灰及磨損。由于低壓省煤器技術(shù)回收的是煙氣余熱,積灰及磨損問題非常嚴(yán)重,導(dǎo)致低壓省煤器運(yùn)行周期短、傳熱差。而該技術(shù)熱源為干凈的空預(yù)器出口熱風(fēng),其含灰量較煙氣而言基本可以忽略,積灰及磨損非常輕微,運(yùn)行的安全性及可靠性大大增加。

(2)設(shè)備質(zhì)量及投資。由于低壓省煤器技術(shù)冷、熱源換熱溫差小(基本在40℃以下),相同的換熱量需要較大的換熱面積,導(dǎo)致設(shè)備質(zhì)量較大,相關(guān)的基礎(chǔ)及安裝費(fèi)用亦較高。而摻冷風(fēng)回收余熱技術(shù)換熱溫差比低壓省煤器技術(shù)大得多(至少3倍以上),換熱器整體換熱面積小,投資相應(yīng)下降。

(3)回收熱量的品味不同。低壓省煤器技術(shù)由于排煙溫度較低,回水溫度很難超過120℃,相應(yīng)回收余熱的品味較低(集中在六段抽汽以下,抽汽效率低于15%);而該技術(shù)由于熱風(fēng)溫度高(300℃以上),回水溫度一般在140℃以上,回收余熱的品味較低壓省煤器技術(shù)高(可排擠五段抽汽,抽汽效率接近20%)。

3 實(shí)施效果

該項目于2014年改造投運(yùn)后,基本保證了制粉系統(tǒng)冷風(fēng)的零摻入,排煙溫度降低10~15℃;同時,該系統(tǒng)具有可隨負(fù)荷、煤質(zhì)的變化自動調(diào)節(jié)冷風(fēng)摻入率的功能。橫向?qū)Ρ任催M(jìn)行摻冷風(fēng)治理系統(tǒng)的#6機(jī)組和進(jìn)行摻冷風(fēng)治理系統(tǒng)的#7機(jī)組,在工況相同、磨煤機(jī)出力類似、煤種相同的情況下,同一時間的磨煤機(jī)出力、熱風(fēng)及冷風(fēng)門開度及出/入口風(fēng)溫等參數(shù)的對比結(jié)果見表1。

表1 #6,#7機(jī)組磨煤機(jī)參數(shù)對比

在煤種一樣、磨煤機(jī)出力大致相同的情況下,#7鍋爐冷風(fēng)門開度約為0,#6鍋爐磨煤機(jī)運(yùn)行時,為保證入口風(fēng)溫,需要投入大量冷風(fēng),造成排煙溫度升高。對比2臺機(jī)組排煙溫度,#6機(jī)組為147.8℃,#7機(jī)組為137.3℃??鄢龣C(jī)組冷源損失及其他損失,排煙溫度降低10℃可減少供電煤耗1.0 g/(kW·h),按年有效運(yùn)行5 000 h計,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1600 t,節(jié)能效益顯著。

4 建議

因該系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)水溫度為80℃,而熱一次風(fēng)溫為330℃,溫差達(dá)250℃,如此大的換熱溫差在電廠熱系統(tǒng)中比較罕見,故存在系統(tǒng)投運(yùn)后因汽化嚴(yán)重而導(dǎo)致的振動問題,需要在調(diào)試及投運(yùn)過程中注意以下幾點(diǎn)。

(1)水系統(tǒng)閥門開、關(guān)要緩慢,禁止快關(guān)快開,以免水流量的極速變化引起受熱面振動而導(dǎo)致設(shè)備泄漏,影響設(shè)備的安全性。

(2)疏水系統(tǒng)閥門投運(yùn)過程中保持一定的開度,可將投運(yùn)過程中汽化產(chǎn)生的汽體盡快排出而避免產(chǎn)生汽阻。

(3)換熱器集箱安全閥的選型及安裝要合理,避免安全閥頻跳或不跳。

5 結(jié)束語

制粉系統(tǒng)摻冷風(fēng)治理技術(shù)屬于煙氣余熱回收利用的范疇,歸根結(jié)底還是從煙氣回收熱能,進(jìn)而提高機(jī)組的循環(huán)效率。該理論淺顯易懂,但目前成功實(shí)施的案例不多,該項目的成功實(shí)施標(biāo)志著該理論完全進(jìn)入了可實(shí)施階段,對燃煤機(jī)組制粉系統(tǒng)提供了新的節(jié)能手段,節(jié)能效益顯著,具有良好的推廣價值。

[1]王春昌.燃煤電廠鍋爐熱一次風(fēng)加熱器的研制及開發(fā)[J].中國電力,2011,44(1):56-59.

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