三河电厂#1、2炉受热面改造和AA风改造节能培训.ppt

#1、2锅炉受热面和AA风改造项目 三河发电有限责任公司 目录 一、改造的必要性 n 二、改造的可行性 三、#2炉改造方案介绍 四、#2炉改造效果 五、#1炉改造方案改进 六、#1炉改造效果 一、改造的必要性 1、设备简介： 三河电厂一期两台350MW燃煤机组，锅炉为亚临界强制循环汽包炉，过 热器采用两级喷水减温，再热器通过改变燃烧器摆角调节出口汽温，同时设 有事故减温水，BMCR出力1175t/h。过热器为三级布置，无对流高温过热器 。设计煤种山西晋北 煤，实际煤种为神华 和准葛尔煤7：3混烧。 省煤器 一级过 三再 二再 空预器2 三过 二过 壁式一级 再热器 2、存在问题： 2.1 主汽温度低，高负荷时低于530（设计541）； 2.2 再热器及大屏两侧烟温、汽温偏差大（约40），炉右侧再热器金 属温度高（580-590)； 2.3 再热汽减温水量大（高负荷50t/h以上），高于设计值（0t/h）； 2.4 排烟温度高于设计40。 下表所列偏差影响煤耗增加约3g/kwh。 负荷名称设计值目前参数参数变化 350MW过热汽温度（）541530-11 再热蒸汽温度（）541540-1 再热器喷水量（t/h）053 53 260MW过热汽温度（）541535-6 再热蒸汽温度（）5415410 再热器喷水量（t/h）02222 180MW过热汽温度（）5415410 再热蒸汽温度（）5415410 再热器喷水量（t/h）066 3、原因分析： 3.1 过热器受热面设计不足。 调试报告显示主汽温度低于设计值2情况下，过热汽减温水为零 ，与设计指标73.5t/h相差甚远，锅炉运行调节能力弱化。 3.2 煤种变化。 改烧神华煤后，运行煤种与设计煤种特性差异较大（灰熔点低、 粘污性强、挥发份高）大屏和屏式过热器处因结渣、积灰影响导 致相关受热面的吸热量大幅减少，进一步导致主汽温度降低，再 热汽减温水量加大、排烟温度升高。 4、改造必要性： 4.1 安全性方面： 受炉内烟气残余旋转的影响，炉膛出口沿水平方向两侧的烟 温及烟气量偏差达40，造成高温再热器局部管壁易超温（ 590），安全隐患大。 4.2 经济性方面： 过热汽温低，被迫将燃烧器摆角大幅上扬，加剧屏区结渣趋 势，过热器出口烟气温度偏高，导致再热器整体超温，被迫 喷入大量减温水（最高达53t/h）来控制再热器出口蒸汽温度 。由此增加煤耗3g/kwh（不含排烟温度）。 为解决以上问题，必须进行锅炉受热面改造。 二、方案的可行性 1、前期工作 1.1 委托三菱公司进行燃烧调整试验和热力校核计算，结论 是锅炉对燃烧调整试验手段反应微弱，无法通过燃烧调整改 变现状，只能通过设备改造来改善参数。 1.2 委托三菱公司和上海成套分别编制改造初步可研报告， 2007年11月26日召开了专题审查会。 1.3 委托三菱公司和上海成套编制改造深度可研报告，2008 年1月8日召开了专题审查会。 2、方案介绍： 方案一：（三菱提供） 将三级再热器原有受热面下部减少40受热面，在尾部一级过 热器上方增加一级过热器面积6。三级再热器管材全部升级 （将原T22T91材质更换为SUS），在一级过热器处增加8只吹灰 器。 费用预算：7000万元 效果预测： 350MW工况，主蒸汽温度提高11，再热汽温度提高1，再热 器减温水量减少22t/h，排烟温度无变化，机组循环热效率提 高0.87。 注：三菱公司不同意只出让设计，该方案需40年收回成本 方案二： （上海成套研究所提供） 1、将屏过向下延长1m，增加受热面积225m2（占原受热面面积7 ），重量10.7t； 2、低温过热器出口立管增加一圈，管径60.3x6.4；增大原立 式过热器管径（由50.8x6.4更换为60.3x6.4 ）并将55排8根 套变为110排4根套，受热面增加1630 m2（占原受热面面积15） ，重量74.3t，如下图所示： 投资估算表 单位：万元 工程前期费80施工费466 设备费534其它费10 材料费10工程总投资1100 屏过向下 延长1米 低过立管 增加一圈 低过立管由55 排变为110排 ，管径增大 效果预测： 负荷名称目前运 行参数 改造后运 行参数 参数变化循环热效 率变化 350MW主蒸汽温度（）530541+11+0.28% 再热蒸汽温度（）540541+1+0.02% 再热器喷水量（t/h）53 22-31+0.57% 效率提高+0.87% 260MW主蒸汽温度（）535541+6+0.12% 再热蒸汽温度（）54154100.0% 再热器喷水量（t/h）226-16+0.55% 效率提高+0.67% 180MW主蒸汽温度（）54154100% 再热蒸汽温度（）54154100% 再热器喷水量（t/h）60-6+0.28% 效率提高+0.28% 方案三：（上海成套研究所提供） 1、屏过向下延长1m，增加受热面积225m2，重量10.7t； 2、低过立管增加两圈，管径60.3x6.4。增大原立式过热器管 径（由50.8x6.4更换为60.3x6.4 ）并将55排8根套变为110排 4根套，受热面增加3198 m2（占原受热面面积30.6），重量142.2t ，如下图所示： 注：本方案在方案二基础上低过多增加一圈立管 屏过向下 延长1米 增加2圈立管 低过立管由55 排变为110排 ，直径增大 效果预测： 负荷名称目前运 行参数 改造后运 行参数 参数变化循环热效 率变化 350MW主蒸汽温度（）530541+11+0.28% 再热蒸汽温度（）540541+1+0.02% 再热器喷水量（t/h）53 15-38+0.69% 效率提高+0.99% 260MW主蒸汽温度（）535541+6+0.12% 再热蒸汽温度（）54154100.0% 再热器喷水量（t/h）226-16+0.55% 效率提高+0.67% 180MW主蒸汽温度（）54154100% 再热蒸汽温度（）54154100% 再热器喷水量（t/h）63-3+0.13% 效率提高+0.13% 方案四： （上海成套研究所提供） 1、低过立管增加两圈，管径不变（50.8x6.4），受热面增 加2665 m2，重量131.5t； 2、低过水平管增加一圈，管径不变（54x6.9），受热面增 加1445 m2，重量72.6t。 3、低温过热器总计增加重量204.1t，见下图所示： 增加2圈立管 水平增加1圈 效果预测： 负荷名称目前运 行参数 改造后运 行参数 参数变化循环热效 率变化 350MW主蒸汽温度（）530541+11+0.28% 再热蒸汽温度（）540541+1+0.02% 再热器喷水量（t/h）53 20-33 +0.59% 效率提高+0.89% 260MW主蒸汽温度（）535541+6+0.12% 再热蒸汽温度（）54154100.0% 再热器喷水量（t/h）2215-7+0.24% 效率提高+0.36% 180MW主蒸汽温度（）54154100% 再热蒸汽温度（）54154100% 再热器喷水量（t/h）67+1-0.04% 效率提高-0.04% 3、最终结论 08年3月14日技术中心组织专家对以上方案进行评审，结论为 ： 同意实施方案二； 从三河发电公司节能减排要求，改造是必要的； 可研报告可行，计算数据可信，预期可达到设计效果； 投资回报期4.13年，经济性合理。 建议： AA风水平摆动改造同步进行，需结合受热面改造统筹考虑 ； 对锅炉钢结构进行地震载荷安全性校核； 上海发电设备成套设计院对改造方案进行敏感性分析。 4、后续工作 4.1 建议的落实情况： AA风水平摆动改造同步进行，需结合受热面改造统筹考虑 进展情况：已委托上海成套研究院同步设计AA风水平摆动改造 方案。 对锅炉钢结构进行地震载荷安全性校核。 进展情况：已完成静载荷校核，加固方案已提出。 上海发电设备成套设计院对改造方案进行敏感性分析。 进展情况：已完成对高压缸排汽温度、压力、高加全切等边界 条件的敏感性分析，满足锅炉安全运行要求。 4、后续工作 上海成套对改造其他重要效果的计算结果： 1）、屏底烟温计算较改造前降低17。 2）、烟气流通阻力增加很小，约40Pa。 3）、排烟温度略有降低，近5 。（注加装吹灰器效果因无法计算，只能 粗略估计） AA风改造方案： 图1：原设计切圆布置方案 表1：模拟后确定改造最佳运行工况 改造后切园角度如右图： 改造后上下两层为固定 反切，中间两层为可水平摆 动型，四层均可实现原有上 下摆动功能。 4.2、上海成套研究院改造业绩调研 上海成套研究院已完成华能大连、福州等公司受热面改造工作 ， 08年3月18日，技术中心、三河电厂专业人员到华能福州电厂 进行锅炉受热面改造效果调研，结果为： 福州电厂1炉再热器改造后，一、二次汽温均能达到设计 保证值，且再热器减温水量大幅下降。高负荷时，平均减温水 量不超过10t/h。 高负荷一次汽温达到设计保证值时，过热器有一定减温水 量，可作为过热汽温的有效调节手段。 受热面整体改造后，锅炉的排烟温度下降，省煤器出口烟 温降低2.7。 上海成套设计研究院设计方案和热力计算结果比较符合改 造后实际运行情况，具有较高的可信度。 负荷名称改造前参数改造后参数参数变化 330-350MW过热汽温度（）530539.4+9.4 再热蒸汽温度（）538539.6+1.6 再热器喷水量（t/h）499.7-39.3 燃烧器摆角指令（）7858-20 排烟温度（）154.7152-2.7 270-330MW过热汽温度（）535540.6+5.6 再热蒸汽温度（）538538.9+0.9 再热器喷水量（t/h）2613.2-12.8 燃烧器摆角指令（）6754-13 170-270MW过热汽温度（）540540.5+0.5 再热蒸汽温度（）538538.3+0.3 再热器喷水量（t/h）52.5-2.5 燃烧器摆角指令（）6259-3 福州电厂1锅炉受热面改造前后参数对比 三、改造方案确定 选定上海成套深度可研方案一。同时进行AA风 反切。 注：本次反切仅使中间两层AA风可进行水平摆动，最上和 最下层固定反切。这样主要可以降低成本，且角度计算好后在 运行中进行反切的必要性和安全性都不高。 四、#2炉改造的效果 1、#2炉利用为期50天的C级检修实施， 2008年9月10日10月30日 。 ，改造实际用时35天，效果节能较好。 2009年2月4日在三河发电公司召开了项目效果评审会，与会专家一 致认为：#2锅炉受热面改造和 AA风改造项目实施效果良好，达到可研 预期目标，并一致同意该成果在#1锅炉推广实施。 评审会认为项目具有三大特色： 1）采用新型设计理念，选用优秀设计单位，大幅度降低造价 抓住了过热器受热面设计不足，辐射及对流特性配置不当等问题根源 ，本着不仅治标而且治本的原则，采用增加辐射受热面以降低低温对 流受热面新增面积，减少了材料成本和钢结构强度风险，较日方设计 方案降低造价75%；委托经验丰富、业绩突出的上海成套设计院设计 ，设备摸底试验细致准确，模拟计算较符合实际，设计方案科学，施 工质量优良。 2）安全性明显提高 采用反切风控制热偏差，再热器金属壁温控制在设计报警值内， 大幅度减少了再热器超温爆管的风险；提高锅炉氧量0.5-1.2%，降低 水冷壁还原性腐蚀风险。 3）节能效果显著 额定负荷下，过热汽温提高10、再热汽温提高3，主、再热 汽温均达到设计值；再热器减温水量由最大52t/h降为0t/h；排烟温 度降低5以上；供电煤耗降低6.6 g/kwh； 按5900利用小时统计，供电煤耗平均降低3.61g/kwh。 评审会提出三方面方案优化建议： 1）用#2炉改造后运行数据，校核改造方案，尽可能降低#1炉 工程造价； 2）AA风改造上层和底层增加水平摆动功能； 注：负荷越高，过热汽温越低，再热汽减温水量越大，排烟温度越 高。 2、#2炉改造投资回报率高 受热面改造批准概算1100万元，实际发生1057万元，贷款利息 157万元，动态投资1214万元。AA风改造批准概算95万元，实际发 生92万元。两项总计发生1306万元。供电煤耗降低3.61g/kwh，年 节约标煤7455吨，按现行标煤单价620元/吨计算，年节约燃煤费 462万元。投资回收期2.8年。 五、#1炉改造方案优化 在#2炉受热面改造方案的基础上，取消低过入口管段管径加大措施 ，即保留原入口管段，以减小过热器增加的面积量。 为便于观察二、三级过热器下部结焦情况，在炉前部增加4个看火 孔。 锅炉受热面改造方案 ： 屏过向下 延长1米 二过向 下延长1 米 低过立管 增加一圈 三过向 下延长1 米 取消该部 位管径加 大 AA改造方案： 在#2炉改造方案基础上，变为AA风四层均可水平摆动 六、#1炉改造效果 #1炉利用为期50天的C级检修实施，2009年4月10日5月30日， 改造实际用时35天。 1、安全性分析 再热器金属温度控制在580以下，降低再热器超温爆管风险。 2、经济性分析 同#2炉，主、再热汽温和再热汽减温水均达到设计值，年平均 过热蒸汽温度可提高5.2；年平均再热汽温提高5.9；年平均再热 器减温水量减少7.6t/h；排烟温度降低5； 注：目前#1炉汽温、减温水等运行状况