火力發(fā)電廠鄰機(jī)加熱系統(tǒng)應(yīng)用研究

于　濤，馬　強(qiáng)，王光林（山東電力工程咨詢(xún)?cè)河邢薰荆瑵?jì)南　250013）

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火力發(fā)電廠鄰機(jī)加熱系統(tǒng)應(yīng)用研究

于濤，馬強(qiáng)，王光林
（山東電力工程咨詢(xún)?cè)河邢薰?，?jì)南250013）

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及能源危機(jī)的日益緊張，國(guó)家倡導(dǎo)能源節(jié)約、降低污染物排放，能源的節(jié)約與合理利用被廣泛關(guān)注與重視?；痣姀S是能源消耗的主要產(chǎn)業(yè)之一，因此火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行對(duì)于節(jié)能減排意義重大。本文將針對(duì)不同類(lèi)型火力發(fā)電廠三種可行的鄰機(jī)加熱技術(shù)進(jìn)行研究總結(jié)，對(duì)于不同的鄰機(jī)加熱技術(shù)在啟動(dòng)過(guò)程的節(jié)能效果進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；鄰機(jī)加熱；應(yīng)用研究

1　典型鄰機(jī)加熱系統(tǒng)介紹

鄰機(jī)加熱系統(tǒng)，顧名思義為并列運(yùn)行的兩臺(tái)機(jī)組，利用鄰機(jī)蒸汽對(duì)本機(jī)熱力系統(tǒng)進(jìn)行加熱的熱力系統(tǒng)。常見(jiàn)的鄰機(jī)加熱系統(tǒng)有以下三種。鄰機(jī)加熱系統(tǒng)一：采用鄰爐蒸汽接入本機(jī)水冷壁下聯(lián)箱，加熱鍋爐爐水，使鍋爐爐水達(dá)到啟動(dòng)要求的溫度和壓力。鄰機(jī)加熱系統(tǒng)二：采用鄰機(jī)低溫再熱蒸汽抽汽，加熱本機(jī)二號(hào)高加給水，在本機(jī)鍋爐不點(diǎn)火的情況下，配合輔汽加熱除氧器給水，使得本機(jī)給水終溫度在190℃左右，滿(mǎn)足鍋爐熱態(tài)清洗的最佳溫度要求，進(jìn)而縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。鄰機(jī)加熱系統(tǒng)三：采用鄰機(jī)低溫再熱蒸汽抽汽，接入本機(jī)再熱蒸汽高壓缸排汽逆止閥后，蒸汽經(jīng)過(guò)本機(jī)冷態(tài)爐膛，各級(jí)再熱器后引入本機(jī)汽輪機(jī)中壓聯(lián)合汽閥進(jìn)行沖轉(zhuǎn)直至達(dá)到汽輪發(fā)電機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速。在本機(jī)鍋爐不啟動(dòng)、不投油的情況下，進(jìn)行發(fā)電機(jī)的空載特性試驗(yàn)、整體氣密性試驗(yàn)、短路試驗(yàn)、保護(hù)及連鎖試驗(yàn)等一系列電氣試驗(yàn)項(xiàng)目。

2　鄰機(jī)加熱系統(tǒng)的可行性分析

2.1鄰機(jī)加熱系統(tǒng)一

作為亞鄰界汽包爐的必要系統(tǒng)存在于早期機(jī)組中，加熱汽源一般選擇為鄰機(jī)輔助蒸汽母管，蒸汽參數(shù)一般在0.7～0.8MPa.g左右，溫度在300～350℃。此汽源壓力參數(shù)較低，容易造成啟動(dòng)過(guò)程中的爐水倒灌進(jìn)入蒸汽管道，運(yùn)行安全性比較低。后經(jīng)過(guò)改造實(shí)踐，加熱蒸汽引自汽包出口蒸汽管道，可避免水沖擊現(xiàn)象的發(fā)生，并且該蒸汽參數(shù)比輔汽參數(shù)高，可有效縮短啟動(dòng)時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效益明顯。也可將低溫再熱蒸汽作為汽源，鄰爐蒸汽加熱系統(tǒng)不采用傳統(tǒng)的在水冷壁下聯(lián)箱上布置加熱管道的方法，而是利用爐水循環(huán)泵的特點(diǎn)在泵的出口水管上各安裝一個(gè)小阻力的蒸汽加熱器，安裝方便并且蒸汽加熱均勻、各管道溫度偏差小、產(chǎn)生的振動(dòng)也小。

2.2鄰機(jī)加熱系統(tǒng)二

由于直流爐對(duì)水質(zhì)要求較嚴(yán)格，為了保證鍋爐受熱面內(nèi)表面清潔，對(duì)停運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)（一般超過(guò)150小時(shí)以上）的機(jī)組應(yīng)進(jìn)行鍋爐清洗。鍋爐清洗包括冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗沖洗，流量為25%B-MCR鍋爐蒸發(fā)量。除氧器在啟動(dòng)階段輔汽加熱蒸汽壓力按0.147MPa.a，除氧器出水溫度為110.74℃，此溫度能夠滿(mǎn)足冷態(tài)清洗水溫要求。通過(guò)鄰機(jī)再熱蒸汽加熱本機(jī)#2高加給水，可獲得200℃左右的水溫，可滿(mǎn)足鍋爐熱態(tài)清洗的最佳水溫要求［2］。某300MW超鄰界機(jī)組，根據(jù)鍋爐清洗水量及參數(shù)要求，實(shí)現(xiàn)上述熱態(tài)清洗，輔助蒸汽供除氧器蒸汽量大約31t/h，鄰機(jī)再熱蒸汽量約35t/h左右。

2.3鄰機(jī)加熱系統(tǒng)三

機(jī)組調(diào)試運(yùn)行期間，發(fā)電機(jī)需要做空載特性試驗(yàn)、整體氣密性試驗(yàn)、短路試驗(yàn)、保護(hù)及連鎖試驗(yàn)等。試驗(yàn)在發(fā)電機(jī)空載額定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行。常規(guī)做法為采用等離子點(diǎn)火或者微油點(diǎn)火維持低負(fù)荷燃燒，通過(guò)本機(jī)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)沖轉(zhuǎn)。研究國(guó)內(nèi)某主機(jī)廠的中壓缸啟動(dòng)曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)中壓缸啟動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速這段時(shí)間，高壓缸只有在短暫的中速暖缸時(shí)才進(jìn)汽，其余時(shí)間均由再熱主汽門(mén)控制機(jī)組轉(zhuǎn)速，并且1.1MPa.a的再熱蒸汽壓力即可維持機(jī)組空載3000r/min的轉(zhuǎn)速。300MW級(jí)機(jī)組需要蒸汽量約為80t/h，600MW等級(jí)機(jī)組大約需要130t/h。

本系統(tǒng)采用低溫再熱蒸汽管道之間設(shè)置的聯(lián)絡(luò)管實(shí)現(xiàn)，鄰機(jī)蒸汽通過(guò)聯(lián)絡(luò)管進(jìn)入本爐再熱器，經(jīng)過(guò)各級(jí)再熱器后進(jìn)入本機(jī)中壓聯(lián)合汽閥進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，蒸汽參數(shù)滿(mǎn)足啟動(dòng)階段沖轉(zhuǎn)要求，可實(shí)現(xiàn)本爐不點(diǎn)火的前提下，機(jī)組順利沖轉(zhuǎn)完成發(fā)電機(jī)的調(diào)試試驗(yàn)。本系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題為啟動(dòng)過(guò)程的控制，工質(zhì)的平衡問(wèn)題及抽汽機(jī)組再熱器超溫問(wèn)題。

3　鄰機(jī)加熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析

從以上論述可知，鄰機(jī)加熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在啟動(dòng)階段，主要節(jié)省燃油、等離子點(diǎn)火用電量、風(fēng)機(jī)用電量等。

3.1鄰機(jī)加熱系統(tǒng)一的經(jīng)濟(jì)性分析

可參考大唐集團(tuán)某電廠實(shí)際改造數(shù)據(jù)［1］，改造前后的爐水及水冷壁水溫實(shí)測(cè)值如表1。

表1

加熱汽源改為鄰爐汽包抽汽后，進(jìn)汽參數(shù)提高，加熱速度快，縮短了啟動(dòng)時(shí)間，可縮短投油時(shí)間約3h，平均投運(yùn)12支油槍?zhuān)恐С隽?750kg/h，燃油價(jià)格按照7000元/噸，2臺(tái)機(jī)組按照每年冷態(tài)啟動(dòng)一次計(jì)算，節(jié)約燃油費(fèi)用約88萬(wàn)元/年，再累計(jì)節(jié)約設(shè)備用電量，每年節(jié)約資金90萬(wàn)元左右，系統(tǒng)改造費(fèi)用在10萬(wàn)元左右，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3.2鄰機(jī)加熱系統(tǒng)二的經(jīng)濟(jì)性分析

新安裝完畢的鍋爐第一次啟動(dòng)前的熱態(tài)沖洗時(shí)間較長(zhǎng)約需要49小時(shí)，后續(xù)啟動(dòng)時(shí)逐漸縮短為6小時(shí)。某350MW循環(huán)流化床機(jī)組鍋爐效率90.44%，標(biāo)煤價(jià)格460元/噸。加熱蒸汽流量～34.97t/h，按運(yùn)行持續(xù)時(shí)間6小時(shí)計(jì)算，折算為供熱量為635.1GJ，相當(dāng)于～21.67噸的標(biāo)準(zhǔn)煤，燃煤費(fèi)用約9968.2元人民幣；以蒸汽暖爐替代油槍點(diǎn)火暖爐，延遲送、吸風(fēng)機(jī)啟動(dòng)近3h，節(jié)省廠用電10833kW·h，費(fèi)用4264.9元左右；減少了鍋爐啟動(dòng)初期油槍投用量，冷態(tài)啟動(dòng)總計(jì)用油可以減少5.00t左右，熱態(tài)啟動(dòng)總計(jì)用油可以減少8.00t，以7000元每噸計(jì)，價(jià)值56000元。單機(jī)節(jié)約啟動(dòng)成本約50296.7元，以?xún)膳_(tái)機(jī)組每年冷熱態(tài)平均啟動(dòng)3次為例，每年節(jié)省成本約150890.1元。

3.3鄰機(jī)加熱系統(tǒng)三的經(jīng)濟(jì)性分析

新機(jī)組的發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)、整體氣密性試驗(yàn)、短路試驗(yàn)等，300MW級(jí)機(jī)組累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間按照10h計(jì)算，按照上述標(biāo)煤價(jià)460元/噸。加熱蒸汽量為80t/h，整個(gè)過(guò)程蒸汽消耗約為38000元。節(jié)省廠用電費(fèi)用約15000元。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程燃油投放量約40t，按照7000元每噸計(jì)，價(jià)值280000元，。增加的管道、閥門(mén)及安裝費(fèi)用約80000元，采用該系統(tǒng)可節(jié)約冷態(tài)啟動(dòng)并機(jī)組試驗(yàn)成本達(dá)177000元。

4　總結(jié)

前兩個(gè)鄰機(jī)加熱方案目前機(jī)組應(yīng)用較多，尤其鄰爐加熱系統(tǒng)二，經(jīng)過(guò)優(yōu)化有可實(shí)現(xiàn)鍋爐靜壓上水。鄰爐加熱系統(tǒng)三涉及到主機(jī)沖轉(zhuǎn)，對(duì)于疏水，沖轉(zhuǎn)參數(shù)要求嚴(yán)格，工程實(shí)際較少。以上三種典型的鄰機(jī)加熱系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造后均取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，可以有效減少機(jī)組啟停次數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

參考文獻(xiàn)：

［1］李輝，張琳.300MW鍋爐鄰爐加熱系統(tǒng)改造分析［J］.河北電力技術(shù)，2012（07）.

［2］夏靜.600MW超鄰界機(jī)組鄰機(jī)加熱啟動(dòng)技術(shù)［J］.電力安全技術(shù)，2014（07）.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.177