王開來
摘要:在機(jī)組啟停過程中的統(tǒng)籌安排中,存在許多可以節(jié)能降耗的地方。通過對機(jī)組啟動過程的優(yōu)化和主要輔機(jī)運(yùn)行方式的調(diào)整,提出了整套機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化措施,取得明顯經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
關(guān)鍵詞:機(jī)組啟動;節(jié)能;優(yōu)化;
一、前言
河源電廠2×600MW鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司根據(jù)三菱重工業(yè)株式會社(MHI)提供技術(shù)支持而設(shè)計、制造的超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐,型號為HG-1795/26.15-YM1。鍋爐為單爐膛、Π型布置,配低NOX主煤粉燃燒器。汽輪機(jī)為哈汽、三菱公司聯(lián)合制造生產(chǎn)的600MW超超臨界單軸、兩缸、兩排汽、一次中間再熱、凝汽式機(jī)組。
為切實響應(yīng)了國家節(jié)能降耗的號召,進(jìn)一步降低機(jī)組能耗,提高公司的競爭力,河源電廠大力開展節(jié)能降耗工作,結(jié)合機(jī)組的實際運(yùn)行情況,開展了機(jī)組啟動節(jié)能優(yōu)化研究,通過優(yōu)化機(jī)組的啟動操作和運(yùn)行方式,有效降低了機(jī)組的啟動能耗,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
二、機(jī)組啟動節(jié)能優(yōu)化
2.1盤車運(yùn)行優(yōu)化
機(jī)組冷態(tài)啟動時,盤車停運(yùn)狀態(tài)下進(jìn)行發(fā)電機(jī)氣體置換,可以節(jié)約置換時間和氣體消耗量⑴。盤車電機(jī)額定功率為15KW,氣體置換過程按24小時計算,盤車電機(jī)可節(jié)約360KWH電量。因此,在保證沖轉(zhuǎn)前連續(xù)盤車時間不小于4小時的前提下,汽輪機(jī)連續(xù)盤車安排在發(fā)電機(jī)氣體置換完成后投入運(yùn)行。
2.2鄰爐加熱
鍋爐熱態(tài)沖洗要求水冷壁出口水溫150℃,最高不超過170℃。如果按照點火加熱進(jìn)行熱態(tài)沖洗,A磨主燃燒器內(nèi)等離子點火裝置每小時耗電約410kWh;磨煤機(jī)出力約為18t/h,A磨運(yùn)行電流34A,每小時耗電約330kWh;風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流合計600A,每小時耗電約5600kWh;脫硫系統(tǒng)中,漿液循環(huán)泵及氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行每小時耗電約1500kWh;脫硫系統(tǒng)其他設(shè)備按每小時耗電400kWh計;電除塵器及附屬設(shè)備按每小時耗電450kWh。共計8690KWh。同時消耗鄰機(jī)輔汽用量約為43.7t/h。
以熱態(tài)沖洗4h計算,啟備變?nèi)‰妰r0.5056元/度計,8690kwh×4×0.5056=17575元;A磨煤量平均18t/h、原煤700元/噸計,耗煤量18×4×700=50400元;以臨爐效率93%,原煤低位發(fā)熱量21.59MJ/KG計,輔汽消耗近似折算成煤量2972.05×43.7×4/0.93/21.59/1000=25.9噸,25.9×700=18130元。一次機(jī)組啟動共省17575+50400-18130=49845元。
在冷態(tài)沖洗過程中通過除氧器加熱逐步提高給水溫度,給鍋爐升溫升壓,將冷態(tài)沖洗與熱態(tài)沖洗無縫連接,進(jìn)一步縮短啟機(jī)時間。
2.3鍋爐上水節(jié)能優(yōu)化
2.3.1汽前泵上水
啟動一臺汽動前置泵對鍋爐上水及冷態(tài)沖洗,熱態(tài)沖洗時啟動第二臺汽動前置泵(采用鄰爐加熱進(jìn)行熱態(tài)沖洗),點火前用輔汽沖轉(zhuǎn)兩臺小機(jī)。沖洗直至并網(wǎng)全程無電泵啟動。相比采用電泵上水,沖洗,升溫升壓,沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)的模式,采用低功率的汽前泵和廉價的輔汽消耗取代高昂的廠用電消耗,這一實踐操作性強(qiáng),節(jié)電效果明顯⑵。汽前泵功率為500KW,電泵功率為8600KW,冷態(tài)沖洗和熱態(tài)沖洗時間均按4h計算,冷態(tài)沖洗一臺汽前泵耗電2000KWh,熱態(tài)沖洗兩臺汽前泵耗電4000KWh,如果這個過程用電泵,按電泵額定出力的50%計算,將耗電3400x8=24400KWh。將省電24400-6000=18400KWh,節(jié)約費(fèi)用18400x0.5056=9303.04元。
2.3.2沖洗方式
進(jìn)行大流量和小流量變化沖洗效果更好,同時縮短取樣時間間隔,每半小時取樣一次,可縮短整個沖洗時間。
2.3.3回收合格水
每半小時化驗一次水質(zhì)情況,爐水品質(zhì)合格后,將鍋爐疏水回收至凝汽器再利用,用以減少除鹽水用量。
機(jī)組每次啟動可以節(jié)水近1800T⑵。每噸除鹽水按照27.9元計算,可節(jié)約50220元。
2.4循環(huán)水泵運(yùn)行優(yōu)化
循環(huán)水泵額定功率為3150KW,縮短循環(huán)水泵運(yùn)行時間能有效降低廠用電率。在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前,可通過兩臺機(jī)循環(huán)水之間的DN2000的聯(lián)絡(luò)管對機(jī)組提供循環(huán)水,為各用戶提供冷卻水源。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前啟動一臺循環(huán)水泵,保證凝汽器有足夠的冷卻水量。以往是在鍋爐點火前啟動循環(huán)水泵。鍋爐點火至汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)按照4h計算,那么優(yōu)化后循環(huán)水泵可節(jié)約電量3150x4=12600KWh,節(jié)約外購廠用電花費(fèi)12600x0.5056=6370.56元。
2.5開式水泵優(yōu)化
開式水主要作為各用戶的冷卻水,主要包括汽機(jī)系統(tǒng)的潤滑油、發(fā)電機(jī)的密封油、給水泵系統(tǒng)的潤滑油、定子冷卻水、發(fā)電機(jī)氫冷器等。在啟動初期各用戶介質(zhì)溫度并不高,對冷卻水量要求很低。所以可以在啟動初期不啟動開式水泵,靠循環(huán)水的壓力即可滿足各用戶要求。在鍋爐點火前啟動開式水泵,保證各用戶溫度要求。
開式水泵額定功率為160KW,從機(jī)組開始啟動至鍋爐點火大概時間為5h,開式水泵可節(jié)約外購電費(fèi)160X5X0.5056=404元。
2.6電除塵投入
1、2電場均采用高頻電源,除塵能力強(qiáng)。3、4電場則采用脈沖電源。在鍋爐點火前投入1、2電場。在點火至200MW低負(fù)荷階段,燃料量少,粉塵量少,1、2電場可滿足除塵的要求。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷達(dá)到200MW時,再啟動3、4電場保證粉塵不超標(biāo)。
3、4電場的功率相對穩(wěn)定,總功率在215KW左右。點火至負(fù)荷200MW需要大概12小時。3、4電場可節(jié)約外購電費(fèi)165X12x0.5056=1300元。在過程只要多關(guān)注粉塵排放情況,如果1、2電場無法滿足需求或出現(xiàn)故障,及時啟動3、4電場即可。
2.7高低加隨機(jī)投入
傳統(tǒng)上,為控制高中壓缸的上下壁溫差,高壓加熱器一般在并網(wǎng)并帶一定負(fù)荷以后再逐步投入,但實踐中,提前投入高壓加熱器對汽缸壁溫差的影響并不大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到影響安全運(yùn)行的程度⑵。因此在高壓加熱器投入時間的選擇上采用同低壓加熱器一樣的隨機(jī)投入方式。提前回收工質(zhì)熱量,減少損失。
通過高加隨機(jī)滑啟,提高了給水溫度,有利于鍋爐強(qiáng)化燃燒,可提高機(jī)組的回?zé)嵝?,降低排汽損失,提高機(jī)組啟動過程中的經(jīng)濟(jì)性;高加隨機(jī)啟動后,由于各抽汽口蒸汽的流動,加快了汽輪機(jī)缸體的加熱速度,從而有效的控制了汽輪機(jī)啟動中的脹差變化,大大加快了機(jī)組的啟動速度,降低了機(jī)組啟動費(fèi)用;可使高加管板和鋼管的溫升均勻、正常,對防止高加鋼管泄漏有益(3)。
2.8廠用電切換
按照以前的做法,廠用電切換在機(jī)組由濕態(tài)轉(zhuǎn)干態(tài)后,負(fù)荷180MW至200MW之間進(jìn)行。根據(jù)多年的運(yùn)行數(shù)據(jù),廠用電切換穩(wěn)定,且機(jī)組干濕態(tài)轉(zhuǎn)換技術(shù)成熟。為節(jié)約外購電量,將廠用電切換提前至干濕態(tài)轉(zhuǎn)換前進(jìn)行,即負(fù)荷120MW時進(jìn)行。節(jié)約了對外購電量的使用,降低啟機(jī)費(fèi)用。
三、總結(jié)
通過以上措施,對機(jī)組啟動過程進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化,加快了機(jī)組的啟動速度。對比優(yōu)化前后各一年冷態(tài)啟動的數(shù)據(jù),平均啟機(jī)耗時縮短了近3小時??紤]到以上鄰爐加熱、節(jié)約廠用電等措施均會增加另外一臺運(yùn)行機(jī)組的能耗,所以平均啟機(jī)費(fèi)用下降了近5萬元。說明以上措施是切實可行并富有成效的。
在以上措施的基礎(chǔ)上,將進(jìn)一步研究半側(cè)風(fēng)組運(yùn)行和無爐循泵啟動等措施的安全性與可行性,隨著這些技術(shù)的進(jìn)一步完善,將更大程度的提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。
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