某600MW機組低溫省煤器極限運行下經(jīng)濟性分析

王 健 王 野

（1華電電力科學研究院有限公司東北分公司 遼寧沈陽 110001 2國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院 遼寧沈陽 110006）

引言

隨著近年來社會對環(huán)境問題的愈加重視，燃煤機組污染物排放受到嚴格控制，因此燃煤電廠投入了大量資金進行環(huán)保改造，導致運營成本升高。為了降低運營成本，燃煤電廠的節(jié)能改造勢在必行，而低溫省煤器做為一項較成熟的節(jié)能技術也因此得到了較大范圍的推廣。

低溫省煤器的效果評價方式多樣，有的采取等效熱降法進行計算降低的熱耗及煤耗[1-3]，但此種方法為理論計算，與實際運行情況有一定差距；有的通過改造前后對比試驗判斷熱耗及煤耗的降低[4]，此種方法以試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，更有說服力，但由于改造前后系統(tǒng)結構不同，因此存在一定誤差，適合用于對改造成果的判定；有的通過額定工況低溫省煤器的投入和切除對比試驗判斷熱耗及煤耗的降低[5]，此種方法對比性強，能較好的反映低溫省煤器對機組經(jīng)濟性的影響。本文采用第三種方法對低溫省煤器的經(jīng)濟性進行分析，但對試驗工況進行了調(diào)整，在冬季即低溫省煤器的極限工況下進行低溫省煤器的投入、切除對比試驗，檢驗了低溫省煤器可靠性的同時，對于其經(jīng)濟性有更全面、詳細的反映，是展現(xiàn)低溫省煤器對機組經(jīng)濟性影響效果的有力補充。

1 低溫省煤器系統(tǒng)概述

排煙損失是鍋爐運行中最重要的一項熱損失，在煙道上加裝低溫省煤器可以降低排煙溫度，減少排煙損失，提高電廠的運行經(jīng)濟性。低溫省煤器的具體方案為：凝結水在低溫省煤器內(nèi)吸收排煙熱量，降低排煙溫度，自身被加熱、升高溫度后再返回汽輪機低壓加熱器系統(tǒng)，代替部分低壓加熱器的作用，在發(fā)電量不變的情況下，可節(jié)約機組的能耗，本次試驗機組低溫省煤器熱力系統(tǒng)見圖1。

2 極限條件下試驗對比分析

本次試驗機組為江蘇某發(fā)電廠1號機組，該機組是東方汽輪機有限公司生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、兩級抽汽供熱（可調(diào)式）、三缸四排汽、雙背壓凝汽式汽輪機，型號為CC600-24.2/4.2/1.0/538/566，額定功率為600MW，該型機組設有八段回熱抽汽，依次供給3臺高壓加熱器、1臺除氧器、4臺低壓加熱器，其中4段抽汽還作為拖動汽動給水泵的小汽機的汽源，主要設計參數(shù)見表1。試驗標準為GB/T 8177.2-2008《汽輪機熱力性能驗收試驗規(guī)程第2部分：方法B-各種類型和容量的汽輪機寬準確度試驗》。試驗在低溫省煤器運行極限條件下進行，分別進行機組額定工況下低溫省煤器投入和切除時機組的熱耗率、煤耗率試驗，通過試驗結果的對比確定低溫省煤器在極限運行條件下對機組經(jīng)濟性的影響。

2.1 試驗條件及方法

2.1.1 試驗條件

為了防止鍋爐尾部煙道發(fā)生低溫腐蝕，省煤器出口煙氣溫度必須保持在100℃以上，以此為依據(jù)，試驗過程中在投入低溫省煤器的情況下控制出口煙氣溫度接近100℃，此為低溫省煤器投入運行的極限條件。試驗環(huán)境溫度選取全年中的較低水平（4℃左右），這時低溫省煤器入口煙氣溫度相對較低。另外，試驗中低溫省煤器未按設計狀態(tài)投入，投入情況依出口煙氣溫度進行調(diào)節(jié)。

2.1.2 試驗方法

a.機組在低溫省煤器投入狀態(tài)下的試驗

試驗工況點以額定負荷為基準，低溫省煤器全部投入，熱力系統(tǒng)保持常規(guī)狀態(tài)，關閉對外供汽和與相鄰機組聯(lián)絡的閥門（包括吹灰、輔汽等），關閉補水門，保持機組單元制運行；回熱系統(tǒng)按廠家熱平衡圖設計系統(tǒng)正常投入；將運行參數(shù)調(diào)整到接近額定值，并在規(guī)定范圍內(nèi)波動。

b.機組在低溫省煤器切除狀態(tài)下的試驗

試驗工況點以額定負荷為基準，低溫省煤器全部切除，熱力系統(tǒng)保持常規(guī)狀態(tài)，關閉對外供汽和與相鄰機組聯(lián)絡的閥門（包括吹灰、輔汽等），關閉補水門，保持機組單元制運行；回熱系統(tǒng)按廠家熱平衡圖設計系統(tǒng)正常投入；將運行參數(shù)調(diào)整到接近額定值，并在規(guī)定范圍內(nèi)波動。

2.1.3 試驗數(shù)據(jù)

投入和切除低溫省煤器試驗結果如表2所示，投入低溫省煤器工況煙氣溫度如表3所示。

表2 低溫省煤器投入與切除兩種工況的比較

表3 煙氣溫度測試結果

2.1.4 試驗結果

極限運行條件下，低溫省煤器投入仍有明顯的經(jīng)濟效益。

（1）僅經(jīng)1類修正后，相比低溫省煤器切除狀態(tài)，機組在額定負荷、低溫省煤器投入狀態(tài)下，熱耗率降低58.26 kJ/kWh，發(fā)電煤耗降低2.15g/kWh，廠用電率降低0.053%。

（2）通過試驗實測，在低溫省煤器投入狀態(tài)，7號低加出口水側(cè)溫度為99.74℃，6號低加入口水側(cè)溫度為106.78℃，溫升為7.04℃，比焓升高29.58kJ/kg，每小時回收總熱量38.38 GJ。

（3）低溫省煤器出口平均煙氣溫度為106.2℃，低溫省煤器入口至低溫省煤器出口煙氣溫度平均下降約12.7℃。

（4）在低溫省煤器投入狀態(tài)，7號低加出口水側(cè)壓力為1.724MPa，6號低加入口水側(cè)壓力1.601MPa，壓力損失7.153%，這主要是由于機組加裝低溫省煤器，延長凝結水管道造成的。

結語

低溫省煤器由于其出口煙氣溫度的要求限制，大多在夏季且排煙溫度過高時投入使用，本次試驗證明在低溫省煤器極限運行條件下，即其出口煙氣溫度略大于100℃時，投入低溫省煤器仍可獲得可觀的經(jīng)濟效益。