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文档简介
1、1000MW超超临界机组超超临界机组回热式背压机驱动引风机技术改造回热式背压机驱动引风机技术改造国电浙江北仑第三发电有限公司国电浙江北仑第三发电有限公司2012年年5月月 1、项目背景、项目背景2、项目重点难点及对策、项目重点难点及对策3、项目实施、项目实施4、项目实施效果、项目实施效果5、总体评价、总体评价目录目录 北仑电厂三期现有北仑电厂三期现有21000MW超超临界燃煤机超超临界燃煤机组承担北仑区低压供热。供热额定供汽流量组承担北仑区低压供热。供热额定供汽流量300t/h,压力压力0.71.2MPa.g,温度,温度250300。 供热汽源来自辅助蒸汽联箱,联箱的高负荷汽供热汽源来自辅助蒸
2、汽联箱,联箱的高负荷汽源为四段抽汽,低负荷汽源为高压缸排汽。源为四段抽汽,低负荷汽源为高压缸排汽。 四段抽汽参数为四段抽汽参数为0.61.3 MPa ,温度约为,温度约为360 。在负荷低于在负荷低于900MW后,为保证稳定的热网供汽,机后,为保证稳定的热网供汽,机组只能由高压缸排汽经降压后对外供热,存在能量组只能由高压缸排汽经降压后对外供热,存在能量品质节流损失。品质节流损失。1、项目背景、项目背景北仑发电厂辅汽系统图及实际运行北仑发电厂辅汽系统图及实际运行CRT截图截图1、项目背景、项目背景每台机组配每台机组配2台台50容量引风机,采用容量引风机,采用定速静叶可调式轴流通风机。电动机额定速
3、静叶可调式轴流通风机。电动机额定功率定功率7200kW。脱硫系统配脱硫系统配2台台50增压风机,采用定增压风机,采用定速动叶可调式通风机,电动机额定功率速动叶可调式通风机,电动机额定功率2100kW。 以上两个用户合计额定电机功率达:以上两个用户合计额定电机功率达: 2(72002100)18,600kW。引风机、增压风机效率引风机、增压风机效率名称名称单位单位工况工况1 1工况工况2 2工况工况3 3机组负荷机组负荷MWMW1000.01000.0750.0750.0510.0510.0引风机效率引风机效率% %73.773.761.061.033.833.8增压风机效率增压风机效率% %8
4、7.387.369.969.947.747.71、项目背景、项目背景1、项目背景、项目背景设计思想设计思想 采用背压式小汽轮机驱动锅炉引风机,用现有引采用背压式小汽轮机驱动锅炉引风机,用现有引风机进一步替代增压风机,并增加启动引风机以保证风机进一步替代增压风机,并增加启动引风机以保证系统启动,取消引风机及增压风机的电动机。系统启动,取消引风机及增压风机的电动机。 小机供汽汽源采用锅炉一级再热器出口蒸汽小机供汽汽源采用锅炉一级再热器出口蒸汽(5.8MPa.a、510)既能满足乏气供热要求,又能)既能满足乏气供热要求,又能满足小机制造的经济价格。小机的排汽可充分利用现满足小机制造的经济价格。小机的
5、排汽可充分利用现有系统,接入辅汽系统对外供热(有系统,接入辅汽系统对外供热(0.61.3MPa、380)。)。 增加小机排汽至除氧器的管路,满足启动、热网增加小机排汽至除氧器的管路,满足启动、热网供汽参数与小机排汽匹配的要求。供汽参数与小机排汽匹配的要求。项目实施可达到以下目的:项目实施可达到以下目的:取消引风机及增压风机电动机,降低厂用电率,取消引风机及增压风机电动机,降低厂用电率,增加上网电量,提高企业效益;增加上网电量,提高企业效益;采用背压机排汽供热,减少节流能量损失,提高采用背压机排汽供热,减少节流能量损失,提高经济性;经济性; 采用可调速背压机替代定速电动机,提高引风机采用可调速背
6、压机替代定速电动机,提高引风机在各种工况下的运行经济性,从而降低机组供电在各种工况下的运行经济性,从而降低机组供电煤耗;煤耗;解决大功率电机改变频难度大的问题。解决大功率电机改变频难度大的问题。1、项目背景、项目背景2、项目重点难点及对策、项目重点难点及对策背压机汽源及排汽的设计背压机汽源及排汽的设计机组电负荷与热负荷的平衡机组电负荷与热负荷的平衡机组冷态启动机组冷态启动引风机与增压风机合并引风机与增压风机合并自动控制策略自动控制策略 背压机汽源及排汽的设计背压机汽源及排汽的设计序号序号潜在汽源潜在汽源参数参数存在问题存在问题结论结论1 1冷再冷再5.9MPa.a、360排汽温度过低,无排汽温
7、度过低,无法满足供热要求法满足供热要求2 2四段抽汽四段抽汽1. 1MPa.a、365排汽压力、温度过排汽压力、温度过低,无法满足供热低,无法满足供热要求要求3 3热再热再5.35MPa.a、600造价太高,热经济造价太高,热经济性差性差4 4低再出口低再出口5.8MPa.a、510参数匹配,造价合参数匹配,造价合理,技术成熟经济理,技术成熟经济性好性好机组电负荷与热负荷的平衡机组电负荷与热负荷的平衡序号序号工况工况产生现象产生现象对策对策结论结论1 1机组供电负机组供电负荷高荷高背压机排汽量大背压机排汽量大于热网用汽量于热网用汽量排汽引至除氧器排汽引至除氧器、辅助蒸汽、辅助蒸汽平衡平衡2 2
8、机组供电负机组供电负荷低荷低背压机排汽量小背压机排汽量小于热网用汽量于热网用汽量从冷再补充蒸汽从冷再补充蒸汽至热网至热网平衡平衡3 3机组启停和机组启停和低负荷阶段低负荷阶段背压机排汽参数背压机排汽参数低,不能满足供低,不能满足供热要求热要求排汽引至除氧器排汽引至除氧器平衡平衡4 4热网停运热网停运需使用掉背压机需使用掉背压机排汽排汽排汽引至除氧器排汽引至除氧器、辅助蒸汽、辅助蒸汽平衡平衡按以下方法平衡机组电负荷与热负荷按以下方法平衡机组电负荷与热负荷回热式背压机驱动原则性系统图回热式背压机驱动原则性系统图机组冷态启动机组冷态启动 当机组全冷态工况启动,且临炉又停运,无法提当机组全冷态工况启动
9、,且临炉又停运,无法提供启动用汽时,汽动引风机将无法启动。因此,增装供启动用汽时,汽动引风机将无法启动。因此,增装一台启动用电动引风机,机组启动后,再切换至汽动一台启动用电动引风机,机组启动后,再切换至汽动引风机运行。同时,电动引风机做为正常备用,有利引风机运行。同时,电动引风机做为正常备用,有利于提高机组运行可靠性。于提高机组运行可靠性。 当机组冷态启动,而临炉正常运行,可通过两台当机组冷态启动,而临炉正常运行,可通过两台机组之间的进汽连通管,实现临炉供汽启动背压机。机组之间的进汽连通管,实现临炉供汽启动背压机。引风机与增压风机合并引风机与增压风机合并 通过对引风机的性能测试,锅炉本体烟气系
10、统运通过对引风机的性能测试,锅炉本体烟气系统运行阻力比设计数据小了约行阻力比设计数据小了约1000Pa,同时引风机选型,同时引风机选型有有1.3倍的压头余量。倍的压头余量。 因此,原引风机本身可不作任何改造,取消增压因此,原引风机本身可不作任何改造,取消增压风机,由汽动引风机承担锅炉烟道及脱硫系统的总阻风机,由汽动引风机承担锅炉烟道及脱硫系统的总阻力。力。 自动控制策略自动控制策略 炉膛负压控制:炉膛负压控制: 三台引风机自动控制组合方式灵活;三台引风机自动控制组合方式灵活; 汽动引风机可汽动引风机可以调节转速,也可以调节进口静叶以调节转速,也可以调节进口静叶 ,一般静叶手动放一般静叶手动放置
11、在高效区,通过转速自动调节。置在高效区,通过转速自动调节。背压机排汽自动切换:背压机排汽自动切换: 通过对排汽至除氧器调节阀、冷再至辅汽调节阀设通过对排汽至除氧器调节阀、冷再至辅汽调节阀设置不同的定值。置不同的定值。送引风机联跳策略:送引风机联跳策略: 遵循跳闸对侧风机的联锁,如果是引风机一汽一电遵循跳闸对侧风机的联锁,如果是引风机一汽一电运行,则电动引风机替代停运的一台汽动引风机。运行,则电动引风机替代停运的一台汽动引风机。 3、主要系统设计、主要系统设计1、烟气系统、烟气系统2、蒸汽系统、蒸汽系统4、轴封蒸汽及本体疏水系统、轴封蒸汽及本体疏水系统5、润滑油、控制油系统、润滑油、控制油系统6
12、、电气及控制系统电气及控制系统3、并入系统调整试验、并入系统调整试验1、共进行三次并入系统操作;、共进行三次并入系统操作;2、策略优化策略优化并汽动引风机入系统时应采用转速不动、将静叶缓慢开大这一方法才能稳定将风机并入,且开静叶的过程一定要缓慢。并汽动引风机入系统过程中,已运行的电动引风机保持静叶自动,并在并风机过程中监视其电流、静叶变化;已运行的汽动引风机保持转速不变,静叶投自动,并监视其调门指令开度、静叶变化。并第二台汽动引风机时,要注意机组负荷及总风量,就目前的经验来看,建议机组负荷控制在500MW600MW之间,总风量控制在2000t/h2400t/h之间为宜。3、 RB调整试验调整试
13、验试验过程:试验过程: 手动停运送风机手动停运送风机B,引风机,引风机B联锁跳闸,试验开始,锅炉目标联锁跳闸,试验开始,锅炉目标出力出力500MW。送风机。送风机A指令迅速增大,脱硫旁路挡板快开,指令迅速增大,脱硫旁路挡板快开,炉膛压力较快上升到炉膛压力较快上升到550Pa后回落,经过几次波动后,最高值后回落,经过几次波动后,最高值630Pa,然后趋稳回落,整个过程,然后趋稳回落,整个过程9分钟。分钟。 汽动引风机汽动引风机A转速从转速从5000r/min最后稳定在最后稳定在3900r/min,中间过,中间过程调门一直全开,静叶开度一直在程调门一直全开,静叶开度一直在80%,背压机转速最低值,
14、背压机转速最低值到到3700r/min。电动引风机。电动引风机C旋转备用,在旋转备用,在RB动作后动作后5分钟,分钟,开始开大静叶,并入风烟系统。过程中最低风量开始开大静叶,并入风烟系统。过程中最低风量1840t/h。3、项目实施情况、项目实施情况1、2010年年3月,完成项目的可行性研究评审。会议结论:该项月,完成项目的可行性研究评审。会议结论:该项目技术、经济可行,安全可靠,效益显著,建议尽快立项、目技术、经济可行,安全可靠,效益显著,建议尽快立项、实施。实施。 2、2010年年8月,完成项目初步设计评审。会议结论:该项目采月,完成项目初步设计评审。会议结论:该项目采用的小汽轮机等主要设备
15、选型合理,系统设计较完整,自用的小汽轮机等主要设备选型合理,系统设计较完整,自动化程度高,安全性考虑较充分,总体布置符合现场实际。动化程度高,安全性考虑较充分,总体布置符合现场实际。3、2011年年5月,月,7号机改造工作完成。同时完成了机组冷态调整、号机改造工作完成。同时完成了机组冷态调整、汽动引风机并入系统调整试验、汽动引风机汽动引风机并入系统调整试验、汽动引风机RB调整等试验。调整等试验。4、2011年年6月,由浙江省电力试验研究院完成月,由浙江省电力试验研究院完成7号机性能考核试号机性能考核试验,并出具性能试验报告。验,并出具性能试验报告。5、2012年年2月,月,6号机改造工作完成。
16、号机改造工作完成。 2012年年3月,由浙江省电月,由浙江省电力试验研究院完成力试验研究院完成6号机性能考核试验,号机性能考核试验,/改造后改造后1000MW工况下实时工况工况下实时工况改造后改造后800MW工况下冷再不需供热工况下冷再不需供热4、项目实施效果、项目实施效果节能、经济性收益节能、经济性收益(1)消除了原来冷再汽源供热时的节能降压损失)消除了原来冷再汽源供热时的节能降压损失;(2)采用调速小机替代定速电动机,消除了低负荷引)采用调速小机替代定速电动机,消除了低负荷引 风机出口静叶挡板小开度时节流损耗;风机出口静叶挡板小开度时节流损耗;(3)用蒸汽热能替代电能由热、电两种产品的价格
17、差)用蒸汽热能替代电能由热、电两种产品的价格差所带来的经济收益;所带来的经济收益; (4)合并引风机及增压风机,使风机总耗功大幅下降。)合并引风机及增压风机,使风机总耗功大幅下降。项目实施前后性能对比试验项目实施前后性能对比试验1、对比试验边界条件:、对比试验边界条件:相同的供热流量;相同的供热流量;相同的发电机电功率;相同的发电机电功率;项目实施前:由冷再汽源节流降压供热,引风机、项目实施前:由冷再汽源节流降压供热,引风机、增压风机电能驱动;增压风机电能驱动;项目实施后:由低再出口部分蒸汽经背压机做功带项目实施后:由低再出口部分蒸汽经背压机做功带动引风机,并撤销增压风机,背压机排汽对外供热。
18、动引风机,并撤销增压风机,背压机排汽对外供热。项目完成后性能试验报告项目完成后性能试验报告2、7号机主要结论性数据节选(来源浙江省电试院性能试验报号机主要结论性数据节选(来源浙江省电试院性能试验报告告 ):):序号序号名称名称单位单位100%负荷负荷75%负荷负荷50%负荷负荷1试验日期试验日期/2011-6-22011-6-22011-6-32背压机背压机A相对内效率相对内效率(含阀门压损含阀门压损)%82.8974.3966.193背压机背压机B相对内效率相对内效率(含阀门压损含阀门压损)%80.3572.5064.214引风机引风机A-背压机背压机A组合效率组合效率%60.7759.69
19、55.695引风机引风机B-背压机背压机B组合效率组合效率%66.4365.6556.256厂用电下降率厂用电下降率%1.2561.1711.2407发电煤耗增加发电煤耗增加(因背压机用汽吸热增因背压机用汽吸热增加及汽源损耗加及汽源损耗)t/h1.971.380.738节省的风机电功率折算成标煤量节省的风机电功率折算成标煤量t/h3.572.501.809供电煤耗减少量供电煤耗减少量(风机电功率折算的风机电功率折算的标煤收益发电煤耗增加量标煤收益发电煤耗增加量)t/h1.731.231.1510相应的供电煤耗率减少量相应的供电煤耗率减少量g/kWh1.7391.6392.296项目完成后性能试
20、验报告项目完成后性能试验报告2、6号机主要结论性数据节选(来源浙江省电试院性能试验报告号机主要结论性数据节选(来源浙江省电试院性能试验报告 ):):序号序号名称名称单位单位50%负荷负荷75%负荷负荷100%负荷负荷1试验日期试验日期/2012-3-152012-3-152012-3-152发电机功率发电机功率MW506.417 756.950 994.101 3背压机背压机A相对内效率相对内效率(含阀门压损含阀门压损)%74.72072.97280.8774背压机背压机B相对内效率相对内效率(含阀门压损含阀门压损)%72.83274.47182.3885引风机引风机A-背压机背压机A组合效率
21、组合效率%55.9163.3266.596引风机引风机B-背压机背压机B组合效率组合效率%65.0465.1563.577发电煤耗增加发电煤耗增加(因背压机用汽吸热增因背压机用汽吸热增加及汽源损耗加及汽源损耗)t/h0.4041.0161.9718供电煤耗减少量供电煤耗减少量(风机电功率折算的风机电功率折算的标煤收益发电煤耗增加量标煤收益发电煤耗增加量)t/h1.3921.4891.5969相应的供电煤耗率减少量相应的供电煤耗率减少量g/kWh2.7491.9671.606主要经济、技术指标主要经济、技术指标经济效益:每台机组每年就可多发电约经济效益:每台机组每年就可多发电约7,200万千瓦时,扣万千瓦时,扣除多消耗的煤,年经济收益约为除多消耗的煤,年经济收益约为2,000万元,项目总投资万元,项目总投资4,800万元,约万元,约2.5年可收回初投资。年可收回初投资。社会效益:加权平均供电煤耗率减少约社会效益:加权平均供电煤耗率减少约1.83g/kW.h;每台;每台机组每年就可节约标煤机组每年就可节约标煤10,000吨。相当于年减排吨。相当于年减排CO2约约27,000吨,吨,SO2约约14吨,吨,NOx约约12吨。吨。厂用电率:机组额定工况厂用电率下降约厂用电率:机
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