燃煤机组节能减排一体化技术

1、燃煤机组节能减排一体化技术燃煤机组节能减排一体化技术发言人：陶丽 2015.12.23节能减排工作思路诊断试验及评估优化运行技术节能减排改造一体化技术结论目目 录录燃煤机组节能减排一体化技术一一. .节能减排工作思路节能减排工作思路燃煤机组节能减排一体化技术1.11.1准备准备燃煤机组节能减排一体化技术1.2 1.2 诊断试验及评估诊断试验及评估燃煤机组节能减排一体化技术1.3.1.3.节能减排技术路线节能减排技术路线燃煤机组节能减排一体化技术1.4.1.4.节能减排项目实施路节能减排项目实施路燃煤机组节能减排一体化技术1.5.1.5.优化运行优化运行二二 诊断试验及评估诊断试验及评估燃煤机组

2、节能减排一体化技术为了满足电厂节能减排改造的目标，在开展机组汽轮机通流部分改造、锅炉受热面改造、环保设施增效等节能减排综合升级改造项目时，需要对汽机、锅炉及环保设施进行全面的技术评估。 为了能准确评价机组各主辅设备的能力，需要对机组进行汽轮机、锅炉及环保设备的摸底诊断试验、最大出力性能评估试验。2.12.1诊断试验及评估的目的诊断试验及评估的目的1、确定在改造前机组经济性的基准点；2、确定各设备的性能指标及最大出力能力；3、确定改造设备的基本范围；4、优化改造设计方案的基础数据来源；5、进一步挖掘机组节能改造的潜力。燃煤机组节能减排一体化技术2.22.2诊断试验及评估的作用诊断试验及评估的作用

3、2.32.3诊断试验及评估内容诊断试验及评估内容辅机试验辅机试验磨煤机及制粉系统一次风机送风机引风机增压风机（如有）锅炉试验锅炉试验锅炉汽水参数qv、qF锅炉热效率烟风量及烟风系统阻力燃煤机组节能减排一体化技术辅机系统试验辅机系统试验给水系统凝结水系统开式循环水系统闭式冷却水系统真空泵系统凝汽器加热器除氧器汽轮机试验汽轮机试验汽机热耗厂用电率机组供电煤耗高、中、低压缸效率轴封漏汽量燃煤机组节能减排一体化技术2.32.3诊断试验及评估内容诊断试验及评估内容辅机试验辅机试验输灰除渣系统、空压机系统稀释风机、液氨供给系统氧化风机、石灰浆液、工艺水处理系统环保试验环保试验除尘系统（除尘器效率、阻力等）

4、脱硝系统（脱硝效率、氨逃逸等）脱硫系统（脱硫效率、出口雾滴含量等）燃煤机组节能减排一体化技术2.42.4诊断试验及评估内容诊断试验及评估内容三三 运行优化技术运行优化技术燃煤机组节能减排一体化技术三三 运行优化技术运行优化技术燃煤机组节能减排一体化技术3.1汽轮机及辅机系统汽轮机及辅机系统燃煤机组节能减排一体化技术燃煤机组节能减排一体化技术3.2 锅炉及辅机系统锅炉及辅机系统3.2.1 锅炉燃烧调整锅炉燃烧调整制粉系统（含磨煤机运行优化）风烟系统（含送引风机运行优化）汽水系统燃烧效率污染物排放热偏差控制燃煤机组节能减排一体化技术锅炉制粉系统燃煤机组节能减排一体化技术燃煤机组节能减排一体化技术锅

5、炉风烟系统投自动配风方式燃煤机组节能减排一体化技术燃烧调整后，投自动运行情况燃煤机组节能减排一体化技术燃煤机组节能减排一体化技术燃烧调整后，投自动运行末过管壁温度3.2.2 氧化皮综合治理（从运行的角度）氧化皮综合治理（从运行的角度）控制热偏差启停炉速度/方式启停炉减温水控制水压试验后启炉水处理工艺燃煤机组节能减排一体化技术三三 运行优化技术运行优化技术材料材料几何参数几何参数时间时间温度温度材料成分材料成分氧化皮生成速度氧化皮生成速度晶粒度晶粒度几何参数几何参数材料处材料处理工艺理工艺3.2.2 氧化皮综合治理（从运行优化方面控制热偏差）氧化皮综合治理（从运行优化方面控制热偏差）燃煤机组节能

6、减排一体化技术案例案例1：管子出口汽温和氧化皮厚度对应关系：管子出口汽温和氧化皮厚度对应关系江苏太仓某电厂不同的江苏太仓某电厂不同的SOFA风配置对末级过热器屏间吸热偏差的影响风配置对末级过热器屏间吸热偏差的影响燃煤机组节能减排一体化技术江苏太仓某超临界锅炉管内实测氧化皮壁厚和热偏差分布的关系江苏太仓某超临界锅炉管内实测氧化皮壁厚和热偏差分布的关系燃煤机组节能减排一体化技术案例案例2：燃烧调整降壁温峰值（珠海金湾电厂四角切圆）：燃烧调整降壁温峰值（珠海金湾电厂四角切圆）末过屏间热偏差曲线（末过屏间热偏差曲线（2008年年12月，月，SOFA风正切风正切15度）度）燃煤机组节能减排一体化技术珠海

7、金湾电厂珠海金湾电厂#3炉末过屏间热偏差曲线（珠海电厂，炉末过屏间热偏差曲线（珠海电厂，2012年年8月，燃烧调整后，月，燃烧调整后，投自动运行）投自动运行）燃煤机组节能减排一体化技术锅炉冷态启动后末级过热器管圈壁温与一、二级过热器喷水量变化曲线锅炉冷态启动后末级过热器管圈壁温与一、二级过热器喷水量变化曲线案例案例1 启动投减温水启动投减温水燃煤机组节能减排一体化技术案例案例2 水压试验后启炉水压试验后启炉锅炉启动过程中A侧分割屏进口、后屏出口、末级过热器进口及出口蒸汽温度随负荷的变化曲线燃煤机组节能减排一体化技术措施措施预判预判/控控制制 减缓减缓 预防预防机组一旦发生氧化皮集中机组一旦发生

8、氧化皮集中剥落事故，采取合适的措施剥落事故，采取合适的措施对氧化皮进行监测对管内氧化对氧化皮进行监测对管内氧化皮情况做到大概掌握，皮情况做到大概掌握，合理控制炉内壁温合理控制炉内壁温合理运行控制热偏差尽量合理运行控制热偏差尽量减缓氧化皮的生成速度减缓氧化皮的生成速度治理思路：预防治理思路：预防 减缓减缓 预判预判 措施措施在选材，结构设计等初期就在选材，结构设计等初期就对氧化皮的生成做好预防对氧化皮的生成做好预防氧化皮治理方式氧化皮治理方式燃煤机组节能减排一体化技术3.2.2 低负荷稳燃及低负荷稳燃及NOx排放控制排放控制磨的组合 配风 燃煤机组节能减排一体化技术三三 运行优化技术运行优化技术

9、3.33.3环保设备运行优化环保设备运行优化燃煤机组节能减排一体化技术脱硝脱硝从锅炉燃烧调整控制SCR入口NOX浓度挡板开度/吹灰器投运等调节SCR入口烟温喷氨量氨逃逸率燃煤机组节能减排一体化技术脱硫 脱硫塔液位阻力 SO2排放浓度燃煤机组节能减排一体化技术除尘 除尘器高频电源调节方式 除尘器电场组合运行方式 除尘器漏风率 粉尘排放浓度3.4 3.4 控制系统优化控制系统优化燃煤机组节能减排一体化技术 3.4.1控制子系统优化一次风压炉膛负压 送风/氧量控制 主/再热器汽温 制粉系统冷、热风门开度燃烧器二次风门汽包水位滑压曲线环保设备控制函数其他控制函数燃煤机组节能减排一体化技术通通过过试试验

10、验找找到到各各子子系系统统控控制制函函数数根据回路特性根据回路特性设置基本的调设置基本的调节参数，投入节参数，投入自动后进行扰自动后进行扰动试验，修改动试验，修改参数直到能够参数直到能够满足控制要求。满足控制要求。 协调控制系统主要完成机炉的协调控制，以及锅炉风煤协调的燃烧控制。满足AGC调节要求的协调控制系统，一般是采取汽机控功率，锅炉控压力，以BF为基础的CCS控制系统。 协调控制的调试主要包括如下内容如下： 燃烧调整试验相关函数的确认 热量信号的整定 锅炉主控 汽机主控 压力设定3.4.2协调控制系统优化燃煤机组节能减排一体化技术机、炉协调控制风、煤协调控制煤、水系统控制3.4.2协调控

11、制系统优化燃煤机组节能减排一体化技术某600MW 超临界机组投协调运行，机组负荷以12MW/min从500MW增加到600MW，主汽压力偏差小于0.2MPa3.4.2协调控制系统优化燃煤机组节能减排一体化技术3.4.2协调控制系统优化燃煤机组节能减排一体化技术600MW超临界机组，负荷以12MW/min从500MW增加到600MW,主汽温度偏差小于3,再热温度偏差小于5低氮燃烧改造后的低氮燃烧改造后的AGC优化调试优化调试低氮燃烧改造后的AGC优化调试 锅炉在完成低氮燃烧改造后，其燃烧和汽水参数匹配特性发生改变，CCS控制系统性能恶化，无法满足电网AGC控制要求，尤其亚临界机组情况相对更为严重

12、。 优化调试内容：对锅炉燃烧相关MCS系统进行优化设计、组态并投运，根据锅炉燃烧调整试验的结果，整理并修改相应的控制函数，优化CCS系统控制策略并进行负荷变动试验。3.4.3 机组变负荷试验优化动态过程中的调节参数优化AGC响应性能 案例：某600MW超临界机组优化后效果（2011年7月） 300600MW负荷区段，以9MW/MIN的速率进行90MW分段升降负荷试验，所有参数的动态、稳态品质都优于技术要求。 升降负荷过程中，主蒸汽温度最大偏差是7左右，达到优良指标。燃煤机组节能减排一体化技术四、节能减排改造一体化技术四、节能减排改造一体化技术燃煤机组节能减排一体化技术1 1 主机改造技术主机改

13、造技术合缸改分缸提高参数提高参数可以降低煤耗约2g/kWh 使用条件：合缸改为分缸后需要增加一个轴承，要重新打基础，因此需要现场有空间条件，并且会增加整个改造周期。见下页汽机通流改造技术汽轮机提效扩容根据机组实际情况，汽轮机三缸通流改造，一般都可以提高铭牌出力5%10% 基于目前机组负荷率都普遍偏低，因此可以利用新技术，使机组在一个比较宽的负荷带都保持较高运行效率。宽负荷运行可降低煤耗8-14g/kWh燃煤机组节能减排一体化技术1 1 主机改造技术主机改造技术汽机提高参数提温提压跨代改造直接更换为超超临界机型通过双轴运行，增加一个超高压缸亚临界汽温参数升级为566/566 亚临界汽温参数升级为

14、600/600，或更高温度参数提温不提压超临界汽温参数升级为600/600，或更高温度参数北仑电厂，改后煤耗可到265g/kWh，投资约15.4亿，目前还没有通过审批可降低煤耗4-5g/kWh可降低煤耗8-9g/kWh可降低煤耗5-6g/kWh燃煤机组节能减排一体化技术1 1 主机改造技术主机改造技术锅炉本体改造技术锅炉扩容提高参数锅炉整体性能优化蒸发量增加增加5%5%蒸发量增加10%提温提压亚临界压力跨代升级为超超临界锅炉重建超临界压力升级为超超临界压力等级亚临界锅炉汽温参数升级为571/569 锅炉及管道系统进行改造亚临界锅炉汽温参数升级为605/603，或更高温度参数提温不提压超临界锅炉

15、汽温参数升级为605/603，或更高温度参数见下页燃煤机组节能减排一体化技术锅炉整体性能优化汽水侧阻力优化烟气侧阻力优化合理选择管材受热面匹配降低高温受热面热偏差满足蒸汽侧腐蚀满足强度要求满足烟气侧腐蚀保证安全，节约成本低氮燃烧器改造及宽负荷脱硝燃煤机组节能减排一体化技术锅炉低锅炉低氮燃烧氮燃烧器改造器改造及宽负及宽负荷脱硝荷脱硝锅炉低氮燃烧器改造烟气再循环技术SCR升级改造省煤器分级改造增加零号高加烟气旁路低负荷炉效降低宽负荷脱硝改造抑制锅炉NOX生成提升再热器汽温降低NOx排放量热水再循环简单水旁路燃煤机组节能减排一体化技术1 1 主机改造技术主机改造技术1.3 发电机及主变配套改造技术

16、在汽轮机通流改造中，为了达到最大的经济效益，一般都会配套进行增容改造，增容范围一般在510。如果机组进行增容改造，为了更好的匹配，那么发电机及主变就应该进行相应的校核及增容改造。 根据增容大小，发电机做相应的改造，调整氢压、氢冷器扩容、定冷水冷却器扩容、定冷泵电机改进、定子线棒更换、嵌线方式改进、定子出线软连接线更换等等。 从目前来看，主变基本都能满足要求，或者局部优化即可（更换冷油器）。 燃煤机组节能减排一体化技术2 2 辅机改造技术辅机改造技术辅机改造技术机岛辅机系统凝泵改变频技术汽轮机通流改造配套改造，实现扩容、降耗凝汽器配套增容引增合一配合机组扩容，出力增大，相应进行节能及扩容改造一次

17、风机及送风机改造炉岛辅机系统制粉系统改造增加变频中心高、低压加热器燃煤机组节能减排一体化技术3 3 系统改造技术系统改造技术低加疏水系统改造高加增设外置蒸冷器轴封溢流系统优化过热器减温水水源优化锅炉吹灰器汽源改造系统改造技术可降低煤耗0.2g/kWh可降低煤耗0.1g/kWh可降低煤耗0.5g/kWh可降低煤耗0.6g/kWh可降低煤耗0.06g/kWh煤耗下降值根据不同机组有所不同燃煤机组节能减排一体化技术4 4、供热改造技术、供热改造技术燃煤机组节能减排一体化技术 汽轮机高中压缸结构紧凑，原设计一般未考虑预留抽汽口，而低压缸由于抽汽参数低，抽汽容积流量大，增加抽汽口更加困难。供热抽汽改造一

18、般考虑从主汽、高排、热再、连通管打孔抽汽。 供热改造抽汽口及方案的选择需要根据热源要求，实施具有针对性的方案，满足机组安全、经济运行的前提下，最大限度满足热用户要求。4 4、供热改造技术、供热改造技术燃煤机组节能减排一体化技术非调整抽汽可调整抽汽供热改造技术煤耗下降值根据不同机组有所不同5.1 5.1 基本原理基本原理（a） 常规方案常规方案b）优化方案）优化方案 将汽机侧相同热量的低压抽汽引到炉侧预热低温空气，减少空气预热过程的吸热量，置换出部分高温烟气，并将这部分烟气引入回热系统加热给水和凝结水，减少高压抽汽流量，从而增加机组出力，达到节煤的目的。能够置换的热量占锅炉总燃煤量的2%3.5%

19、，换个说法也就是6 10g/kw.h的煤。燃煤机组节能减排一体化技术5 5、烟水复合回热系统、烟水复合回热系统采用空气预热器旁路的方式，置换出高温烟气加热不同级别的给水，根据高低加抽汽的效率，最终节约煤4.5 7.5g/kwh，需要根据不同的机组具体设计烟气余热利用方案。燃煤机组节能减排一体化技术5.25.2基本原理基本原理常规的烟气余热利用原理图常规的烟气余热利用原理图燃煤机组节能减排一体化技术5.35.3基本原理基本原理燃煤机组节能减排一体化技术5.4 5.4 工作基础工作基础燃煤机组节能减排一体化技术5.55.5目标目标案例1：京能岱海电厂2x600MW等级空冷机组应用系统图燃煤机组节能

20、减排一体化技术5.6 5.6 案例案例（1）烟气加热较高温度的给水和凝结水，减少回热系统抽汽量，增加汽轮机出功。（2）消除烟囱白烟。 (3) 利用低品质#6#7抽汽热量加热冷风至80 100左右，解决空气预热器堵灰和低温腐蚀。降低煤耗：机组降低煤耗5.6。案例1：系统作用返回1、汽机回热系统多做功降低煤耗6.3g/kWh；2、厂用电降低导致煤耗降低0.5g/kWh；3、锅炉热风温度降低影响煤耗约-1. 2g/kWh；4、最终煤耗收益为5.6g/kWh。案例1：最终降低煤耗案例2：中电国际辽宁清河电厂2x600MW等级湿冷机组应用系统图清河旁路布置图清河旁路布置图- -加视图加视图-9.23.dwg-9.23.dwg5.6 5.6 案例案例（1）该机组燃烧高水分褐煤，提升一次风温度，解决制粉系统干燥出力不足的问题。（2）降低电除尘入口烟气温度，提升电除尘效率。 (3) 采用水媒管式换热器，利用低温烟气加热冷空气，解决空气预热器堵灰及冷端腐蚀问题。降低煤耗：机组降低煤耗6.5g/kW.h。案例1：系统作用返回1、汽机回热