09-刘元霖-华电灵武电厂向银川供热厂内改造方案构想.pdf

1 1 2 2 华电宁夏灵武发电有限公司向银川市华电宁夏灵武发电有限公司向银川市 智能化集中供热项目厂内技改工程智能化集中供热项目厂内技改工程 初步设计汇报材料初步设计汇报材料 汇报汇报人：人： 刘元霖刘元霖 时时间间： 2019.01.082019.01.08 地地点：点： 中国中国. .银川银川 3 1、项目概况 4 4 1.1项目概况 宁夏灵武电厂位于灵武市正北方向6km，距离银川市中心约45公里。 电厂一期工程装有2600MW亚临界直接空冷机组，已于2007年建成投产。 电厂二期工程为扩建21000MW超超临界直接空冷机组，已分别于2010年 12月和2011年4月建成投产。 灵武电厂积极响应政府号召，计划利用一期两台600MW亚临界机组和二期 两台1000MW机组作为热源向银川市集中供热提供热能。 在同一个供热项目中融合了60万千瓦机组、百万千瓦机组的抽凝改造、 高背压改造、背压发电机组改造、大温差供热等多项先进供热技术。 5 2、热负荷 6 6 2.1 供热现状 银川市供热能耗高，供热污染严重；能源利用效率高的热电 联产比例低，供热能力没得到充分利用；热电联产供热面积 占总供热面积的20%。 低效的燃煤锅炉所占比重大：全市燃煤锅炉供热面积占全市 总供热面积的53%，其中单台容量20t/h 和40t/h 的锅炉占 大型锅炉房（单台容量20t/h 及以上）总吨位的93%，占所 有锅炉总吨位的50%，而容量在20t/h 以下的小型燃煤锅炉 占所有燃煤锅炉总吨位的50%。 据2016年3月22日由国家发改委、能源局等五部委联合下发 的热电联产管理办法要求：力争实现北方大中型以上城 市热电联产集中供热率达到60%以上。 至2020年自治区将关停中小型燃煤锅炉供热面积2753万。 加上新增热负荷，合计供热缺口将达9353万。 7 7 2.2 本次供热改造预测近期供热面积 8 8 2.3 设计热负荷 9 3、灵武电厂主机参数说明 10 3.1 灵武电厂一期2x600MW机组 锅炉：亚临界、型、控制循环汽包炉，一次中间再热、单炉膛、 四角切圆燃烧方式、燃烧器摆动调温、平衡通风、固态排渣、全 钢悬吊结构、紧身封闭布置的燃煤锅炉。 汽轮机：亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷 凝汽式汽轮机，汽轮机具有七级非调整回热抽汽。 根据主机厂最新提供的供热改造热平衡图： 汽轮机在排汽背压33KPa时，最大抽汽能力为600t/h； 参数为1.0MPa（a），350.5。 汽轮机换转子后，在排汽背压44KPa时，最大抽汽能力为800t/h。 11 3.2灵武电厂二期21000MW机组主机 锅炉：超超临界参数变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、 前后墙对冲燃烧、紧身封闭布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊 结构型锅炉。 汽轮机：超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、直接空 冷凝汽式汽轮机。汽轮机具有七级非调整回热抽汽，给水泵汽轮 机间冷形式。 根据主机厂最新提供的供热改造热平衡图： 汽轮机在排汽背压13KPa时，最大抽汽能力为1000t/h。 参数为：1.0MPa，367 12 3.3 一期机组向灵武市供热改造工程 一期机组面向灵武供热改造工程已在厂内建立热网首站，热网首 站规模按满足600万平方米冬季采暖要求进行设计。 一期机组灵武供热改造后汽轮机采暖加热蒸汽的参数为： 1.0MPa.a，357.2，管径为DN800；单台汽轮机最大采暖抽汽量 为320t/h。 13 4、工程设想 14 14 宁夏灵武电厂供热改造路线构建 15 15 4.1 近期供热工程设想 4.1.1 近期方案一（外网两供两回） 一期机组进行高背压改造，二期机组进行纯凝改抽凝。总供热面积按 4000万平米。 外网施工配套需求两套DN1400供回水管路，供回水温度110/50（常 规温差供热）。去银川供热热网循环水量约为30000t/h。 一期每台机组有485t/h的乏汽热量被循环水吸收并将循环水温度加热 至68，其余约340t/h的乏汽排入空冷岛冷却。 一期每台机组370t/h 的抽汽和二期机组每台提供约675t/h的抽汽将循 环水加热至110。 16 16 4000 17 17 4.1.2 近期方案二（外网两供两回） 在方案一的基础上保持回水温度和循环水量不变的基础上，将现有机 组抽汽能力用足。 此时抽汽尖峰汽源可将循环水温度加热至123 。 外网施工配套需求两套DN1400供回水管路，供回水温度110/50（常 规温差供热）。去银川供热热网循环水量约为30000t/h。 去银川的供热面积为5000万平米。 18 19 19 4.2 远期过渡期供热工程设想 4.2.1 远期过渡期方案一（外网两供两回） 在近期方案一的基础上进一步采用一期换转子方案，同时再利用抽汽 将循环水温度提高到130。此时一期两台机组的排汽全部被循环水吸 收，并将循环水温度从50加热至72。一期机组所能提供的最大抽 汽2x800t/h的抽汽扣除去灵武供热所需的2x230t/h外，其余均被去银 川供热的首站热网加热器吸收，同时二期机组提供2x1000t/h的抽汽将 热网循环水加热至130。该方案所需的热网总循环水量约为32500t/h， 原近期方案一的2xDN1400的循环水管仍然可以使用，无需再扩建供回 水管网，供回水温度130/50（常规温差供热）。确保了改造方案的 连续性。此时热网所能提供的面向银川最大供热面积为6100万平米。 20 21 21 4.2.2 远期过渡期方案二（外网两供两回） 一期机组进行高背压改造，二期机组进行纯凝改抽凝。在近期方案一 的基础上采用大温差（供回水温度130/30）供热。向银川的最大供 热面积为6000万平米。 外网施工配套需求两套DN1400供回水管路，供回水温度130/30（大 温差供热）。去银川供热热网循环水量约为27000t/h。 一期两台机组的排汽全部被循环水吸收。 一期机组高背压（33KPa）运行，抽汽按正常抽汽最大600t/h/台；二 期机组按正常背压（13KPa）提供最大2x1000t抽汽，将现有机组抽汽 能力用足。 22 23 23 4.3 远期供热工程设想 4.3.1 远期方案一（外网两供两回） 考虑采用1、2号机换转子高背压，3、4号机不换转子高背压运行，循 环水经机3、4号机与1、2号串联加热后再进一步用抽汽进行尖峰加热 的供热方案。 供热面积7918万平米的负荷，远期需热网循环水约3.4万吨。外网施工 配套需求两套DN1400供回水管路，供回水温度130/30（大温差供 热）。 本方案中二期循环水加热至56，实际背压约20KPa，此时二期机组需 提供2x800t/h抽汽汽源。 24 25 25 4.3.2 远期方案二（外网两供两回） 考虑采用1、2号机不换转子，3、4号机换转子后再进一步用抽汽进行 尖峰加热的供热方案。循环水采用1、2号机与3、4号机循环水串联加 热的方式。 供热面积7918万平米的负荷，远期需热网循环水约3.4万吨。外网施工 配套需求两套DN1400供回水管路，供回水温度130/30（大温差供 热）。 在一期机组供热能力用足的前提下,需二期机组提供1200t/h的乏汽 （47KPa）和2210t/h的尖峰汽源。 26 27 宁夏灵武电厂供热改造路线回顾 28 4 4. .4 4基于外网管线分步建成基于外网管线分步建成，外网首期按一供一回的近期工程设想外网首期按一供一回的近期工程设想 为综合利用现有资源为综合利用现有资源，降低项目建设初投资降低项目建设初投资，外网分期施工建设外网分期施工建设 （首期供热负荷首期供热负荷3770万平米万平米），则可采用外网首期一供一回的近期则可采用外网首期一供一回的近期 方案方案（外网考虑大温差技术外网考虑大温差技术）。 29 3号 130 30 30 31 供热安全 当当1号机组停运时，号机组停运时，2号机高背压凝汽器正常运行，并提供灵武首站号机高背压凝汽器正常运行，并提供灵武首站 320t/h的单机事故汽源，的单机事故汽源，同时同时3号号机提供最大抽汽机提供最大抽汽1000t/h，此时供热能，此时供热能 力为力为1400MW，占比设计热负荷的，占比设计热负荷的78%，满足供热安全需要，满足供热安全需要。 当当2号机组停运时，号机组停运时，1号机高背压凝汽器正常运行，并提供灵武首站号机高背压凝汽器正常运行，并提供灵武首站 320t/h的单机事故汽源，的单机事故汽源， 3号号机组提供机组提供1000t/h的抽汽，此时总供热能力的抽汽，此时总供热能力 为为1400MW，占比设计热负荷的，占比设计热负荷的78%，满足供热安全需要，满足供热安全需要。 当当3号号机停运时，机停运时，1号机组共提供原灵武供热首站号机组共提供原灵武供热首站460t/h的抽汽热源，同的抽汽热源，同 时时1号机组提供新建的银川首站号机组提供新建的银川首站140t/h的抽汽；的抽汽；2号机组提供号机组提供600t/h的抽的抽 汽汽送入送入3号号机的机的4台热网加热器，同时台热网加热器，同时1号机或号机或2号机高背压凝汽器正常运号机高背压凝汽器正常运 行行。总供热能力总供热能力1225MW，占比设计热负荷，占比设计热负荷68%。 综上所述，综上所述，1#机和机和2号机抽汽增容并高背压改造号机抽汽增容并高背压改造+3号号机抽凝改造机抽凝改造 方案满足供热安全的需要。方案满足供热安全的需要。 32 高背压运行的机组综合能效 序号项目单位采暖期 1 采暖抽汽量 t/h285 2 采暖抽汽压力 Mpa.a1 3 采暖抽汽温度 0C 357 4 汽轮机排汽用于供热部分 t/h1000 5 排汽压力 Mpa.a0.033 6 排汽温度 0C 72 7 抽汽发电功率 KW543835 8 高背压运行机组热效率高背压运行机组热效率 87% 9 高背压运行机组一次能源利用效率高背压运行机组一次能源利用效率80% 10 热电比 1.575 33 34 单台单台直接空冷机组高背压供热推荐适用场景 以背压从13kPa抬高到33kPa为例，直接空冷机组适用推 荐条件如下： 机组等级机组等级热网热网 循环循环 水回水回 温度温度 热网循环热网循环 水流量水流量 循环水循环水 吸收乏吸收乏 汽量汽量 收益持平供收益持平供 热面积（按热面积（按 50w/平米估平米估 算）算） 直接空冷机组推直接空冷机组推 荐采用高背压方荐采用高背压方 案的参考供热面案的参考供热面 积积 300MW级502350t/h75t/h100万平米