广西某电厂扩建工程采用邻机蒸汽加热系统可行性分析.pdf

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1、1 5 9 柬工案 技术 电 力 技 术 广西某电厂扩建工程采用邻机蒸汽加热系统 可行性分析 张凯 ( 国投钦州发电有限公 司 ， 广西 钦州 5 3 5 0 0 8) 摘 要：本文对设置邻机蒸汽加热启动系统必要性和可行性进行分析论证提出了在相邻机组正常运行工况下，邻机辅助蒸汽系统能提供符合要 求的汽源至本机除氧器加热给水，实现本机冷、热态启动清洗，可减少启动耗煤，操作维护量小，2 0 年两台机组折现综合收益 9 2 3 万元，具有 一 定的节能优势。 关键词：热态清洗 ； 领机加热 ； 节能 O 前 言 本电厂规划建设 2 6 0 0 M W +2 1 0 0 0 M W 燃煤机组。一期已建

2、 成 2 6 0 0 MW 机组 ，本 期扩 建 2 1 0 0 0 MW 机组 。 目前 I O 0 0 MW 火 电 机组均采用超超临界直流锅炉，对汽水品质要求较高，首次点火或停 运较长时间后启动时需对锅炉本体水系统换热面进行冷、热态清洗， 将沉积在给水管道系统和换热面上附着的氧化皮等杂质清洗干净，保 证锅炉受热面内表面清洁。锅炉清洗对水温有一定的要求，适当的温 度可以大大提高清洗效果。通过设置邻机加热系统 ，实现无需锅炉点 火的情况下进行锅炉和管道系统的清洗 ，达到节约能源 的 目的。 1 超 ( 超 ) 临界锅炉启动清洗过程 本 工 程 锅炉 冷 、 热 态 清 洗 范围 包 括 给

3、水 管 路、 省 煤 器、 球 挎 整 商雁加热嚣 障溉器 低 加热器 图 1 本工程锅炉启动系统示意图 表 1 工 况 清洗阶段 清洗时间 疏水排放 点 开式清洗 约 3 小时 到机组排水 槽 ， 排出系统 外 冷态 闭式循环清洗 约 5 O小时 排到冷凝器 开式清洗 约 5 小时 到机组排水槽 ， 排出系统外 热态 闭式循环清洗 约 7 2小时 排到冷凝器 水冷壁、 1 1 2 启动清洗温度 超 ( 超 )临界直流锅 炉启动清洗 时，主要监视 省煤 器入 口给水水 质及 启动分离器 连接球体 ( 或储水 箱 ) 出 口水质 。当热态清 洗时 ，还 需控制水冷壁出口水温。 冷态清 洗时锅 炉

4、上水 温度 1 0 5 oc 1 2 0 oc，给水与 金属管壁 温差 凝汽 器 凝结 水 汽水分离器、启动系统连接管路等。清洗工作通过锅炉启动系统完成， 流程 见图 1 ： 大型超 ( 超) 临界锅炉基本都采用内置式启动分离器系统，根据 疏水回收系统不同，分为大气扩容器式 ( 不带启动循环泵 ) 和循环泵 式两种锅炉启动系统。 本工 程 2 1 0 0 0 MW 机 组锅 炉配置 容量 3 0 B MC R带有 启动循 环 泵的启动系统。在冷、热态水冲洗时，水质尚未合格前，不投用启动 循环泵，疏水全部排入疏水扩容器，经疏水扩容器扩容减压后，疏水 流入疏水箱 ，经 疏水泵排入机组排水槽 。水质

5、合格 时 ，疏水箱内的疏 水经疏水泵排入凝汽器，回收工质。 1 1 锅炉启动清洗要求 1 1 1 启动清洗时间 本期工程采用 型炉，根据厂家启动清洗方案，各清洗阶段时间 如表 1 ： 实际运行中启动清洗时间 因锅炉洁净度略有差异 。 1 1 1 。 冷态循环清洗结束 后，进入热态清洗 阶段。锅炉上水温度 1 0 5 1 2 0 ， 当水冷壁出口水温达到1 5 0 1 9 0 时， 控制燃料黾， 维持温度不变 。 1 1 3 锅炉冷态清洗 锅炉 上水 完成后 进入 冷态清 洗阶 段 ，先进 行冷态 开式 清洗 ，为 保 证 清洗 效果 ，要 求通 过省 煤器 和水 冷壁 的 流量 为 2 5 3

6、 O B MC R ( 7 7 5 9 3 0 t h ) ，清洗后 的炉水通过储水 罐水位调节 阀排入扩容器 ， 流入疏水箱 ，经疏水泵排出系统外 ，全程 最大补水 量 9 3 0 t h 。 当储水罐出 口水质达到以下指标 值后 ，冷态 开式清洗结束 ： F e 5 0 0 p p b或混浊度 3 p p m、油脂 l p p m、p H 值 9 5 投 入 凝 结 水 精 处 理 装 置 ， 进 行 冷 态 闭 式 循 环 清 洗 ，流 量 2 5 B MC R，疏水量为 2 5 Y oo B MC R 。疏水经疏水泵排入凝汽器，全过 程基本不需补水。 当省煤器入口水质达到以下指标后，冷

7、态循环清洗结束： 电导率 l p s c m、F e 1 0 0 p p b 、P H值 9 3 9 5 1 1 4 锅炉热态清洗 冷态清洗结束后，锅炉点火升温，进入热态清洗。首先进行热态 开式清洗，清洗流量2 5 Y oo B MC R ，疏水经扩容器进入疏水箱，经疏水 泵排 出系统外 ，全过程最大补水量为 7 7 5 t h 。 当储水罐 出口水质达到 以下指标值后 ，热态开式清洗结束 ： Fe1 0 0 p p b、 S i O 2 5 0pp b 热态 开式清 洗结 束后 ，进 入热 态 闭式 循环 清洗 阶段 。清 洗流 量 2 5 B MC R，疏水经扩容器 后通过疏水泵排入 凝汽

8、器 。疏水 因蒸 发损 电 力 技 术 柬工蠹良术 1 6 0 失的工质约为 2 4 5 t h ，排入凝汽器的最大流量约为 5 3 0 t h ，故补水量 为 2 4 5 t h 。 2 设置邻机加热 系统 的必要性 从锅 炉清洗流程看 出 ，清洗对水温有一定 要求 ，特别是 热态清洗 时，锅炉需点火升温加热清洗水，由于该过程持续时间较长 ，需耗费 大箭燃料。为降低能耗，很多工程采用等离子点火、微油点火等点火 方式 ，但 因启动阶段煤粉燃烬度较低 ，也无法大幅度提高燃料利用率 。 在 邻机运行 时，考 虑从邻机引入汽源 加热给水将是 一个降低能耗 的手段 。 3 邻机加热 系统可 选方案 直

9、 流炉邻机蒸汽加热系统有如下二种 方案 ： 3 1 除氧器加热蒸汽 系统 锅 炉 热态 冲 洗 要求 水温 较低 时 ( 如 本工 程 ：1 5 0 1 9 0 C) ，当取 1 8 0 ，对应饱 和压力 1 0 MP a ，低 于除氧 器设计压 力。加热 蒸汽只 需 在除氧器 内就 可将给水加热 到所 需温度 。即需适 当加大辅汽至 除氧 器 管径。 3 2高加启动加热蒸汽 系统 锅炉热态冲洗要求水温较高时 ( 如外高桥 电厂三期 ： 2 8 0 C) ，受 除氧器加 热水温能力 限制 ，需高压加热器参与 系统加热才能满足 温度 要求 。即锅炉给水先经 除氧器加热 ，再经 高压 加热器加热提

10、升温 度 ， 达到热态 冲洗 的温度 要求。 外高桥电厂三期2 1 0 0 0 MW机组设置邻机蒸汽加热启动系统示 意 图 2 ： 。- - 8 ) 2 扣 7 ) 3 青 抽_ 6 ) 图 2 外三邻机蒸汽 加热启动系统示意图 该 机组启动期 间 ，引入邻机冷段 蒸汽 ，将本机 除氧器 来的给水 由 1 2 0 加热到 2 8 0 ，以减少机组启动用油量。 这种高加启动加热蒸汽系统由于温度较高 ，有如下问题 ： ( 1 )2 号高加由邻机冷段供汽，出口疏水水温约 2 8 0 左右，与 除氧器来水 ( 约 1 2 0 ) 温差较大，如长期运行， 会影响高加换热管使 用 寿命 ，且加热过程 中需

11、严格控制 加热器的升温速率 ，厂家不建议采 用此种 方式。 ( 2 )为保证水冷壁安全，省煤器进水须保证欠焓，但启动过程 中2 8 0 的进水已接近饱和温度，当锅炉点火升温后，水冷壁内容易 出现过 热汽化 ，严重时导致超温爆管 。 ( 3 )该 系统 需将 两机 再热 冷段 管道 相连，将增 加材 质 为 1 2 C r 1 Mo VG、管径 DN3 5 0的管道约 2 2 0 m，增加进 口调节阀 ，高压合 金 钢电动 闸阀四个 ，高压止 回阀两 只 ，冷段管道需增 加两个大 口径 三 通，还会增加大 疏水阀门、管道支吊架、电缆等 ，算上施工费用， 需不 少于 5 0 0万 的投 资。 4

12、本 工程邻 机加热方案 本工程锅炉热态清洗水温要求为 1 5 0 1 9 0 C，结合上述分析，考 虑 由邻机辅助蒸汽系统供汽至本机 除氧器 。 较 低 的清洗温 度方 案既避 免 了高加 启动 加热蒸 汽系统 的有 关 问 题 ，又可充分 发挥邻机加热 的优势 ，在锅炉启动过程 中利用高效的产 能加热本 炉给 水 ，热态清洗 时无需点火 以节约燃料 。只需将部分管段 略微放大 ，除氧器加热通流增大、安全阀通流和数胃增加，增加的投 资相对较少，加热过程控制调节简单，对邻机热力系统工况和效率影 响也更小 。 4 1 一期、二期主机及主要辅助设备配置情况 4 1 1 二期工程 ( 即本工程 ) (

13、 1 )锅 炉主要辅机配 置情 况 制粉系统采用 中速磨煤机正压直 吹式制粉系统 ，每 台炉按 6台磨 设计。 烟风系统按平衡 通风设计 ，空预器采 用三分仓 回转式 。每 台炉分 别配 2 5 0 容 量动 叶可调轴流 式一次风机 和送风机 ，除尘器后设 置 2 5 0 容晕动叶可调轴流式引风机，不设脱硫增压风机。 ( 2 )汽机主要辅机配置情况 1 )汽机旁路系统 汽轮机采用高中压缸联合启动方式，旁路采用高、低压两级 串 联旁路系统，高旁容量 4 2 5 B MC R流量，高旁容量为 2 3 2 5 B MC R流晕。 2 ) 抽汽系统 设置 8 级非调整抽汽。一、二、三级抽汽分别向三台高

14、加供汽， 四级抽汽向除氧器、小汽机、辅汽联箱等供汽。五八级抽汽分别向 四台低加供汽 。 3 )给水系统 采用 1 0 0 容 量单 列高压加 热器 ，高加 水侧设大 旁路。设置 2 5 0 容革汽动给水泵 ，不设 电动启 动给水泵 。 ( 3 )一期工程 2 6 3 0 MW超临界燃煤发电机组。由于一期辅汽母管设计参数为 0 8 MP a ( g ) 1 2 MP a ( g ) ，可 以满足 加热给水 到 1 8 0 C、1 0 MP a a压力 的 需求 。 4 l 2 本工 程邻机 加热系统设计 方案 4 2 1 辅助蒸汽耗最计算 启动清洗过程辅助蒸 汽最大耗量均发生在 开式清洗阶段 ，

15、故 以下 分析仅考 虑冷 、热态 开式清洗过程辅汽耗量。 ( 1 ) 锅炉冷态清洗 辅助 蒸汽耗 量 冷 态 开 式清 洗 时 水量 按 3 O B MC R选 取 ， 除氧 器 中给 水 需 由 2 0 加热到 1 1 0 ，所需 加热蒸汽约 为 1 1 5 t h 。 ( 2 )锅炉热态清洗辅助蒸汽耗晕 热态清 洗 时，水温按 1 8 0 考虑 。水 量按 2 5 B MC R ( 约 7 7 5 t h ) 计算 ： 1 ) 如 由邻机 四抽供汽 ， T HA工况下蒸汽参数 为3 7 1 、 1 1 6 5 MP a ， 给 水由 2 0 加热到 1 8 0 ，所 需蒸汽 1 7 0 t h 。 2 )如采用 邻机冷 段经辅汽 系统供 汽 ，冷段蒸 汽经调 节 阀后 的 参 数为 3 0 7 ， 1 1 6 5 MP a ，给水 由2 0 加热到 1 8 0 ， 所需蒸汽 1 8 0 t h 。 热态清洗时所需 的蒸汽流量与排污 、管道系统热量损 失相关 ， 但 由于 部分疏水被回收利用 ，加热系统所需的蒸汽耗晕将有所 降低 。 初步计算，锅炉热态清洗进水温度在 1 8 0 时，需邻机提供辅助 蒸汽最 大量约 2 0 0 t h ( 考 虑除氧器 加热 、小机用 汽及大小机 轴封等 必 须用汽量 ) 。