邻机加热2012.1.19.doc

中电投河南发电有限公司开封发电分公司#1、2机邻机冷再加热启动改造方案一、项目概述： 开封发电分公司#1、2机组汽轮机系东方汽轮机有限公司生产的600MW超临界汽轮机，型号：N600-24.2/566/566， #1、2机组分别在2008年12月17日与2009年3月26日移交生产运行。该项目就是利用邻机冷再汽源加热待启动机组的给水，间接加热待启动机组的锅炉受热面，达到“热炉”启动的目的，可以为机组冷态启动节省大量燃料及启动时间。二、邻机冷再加热启动的原理及在国内的应用：锅炉本体冷态启动系统运行，由于直流炉对水质要求较严格，为了保证锅炉受热面内表面清洁，对停运时间较长（一般超过150小时以上）的机组应进行锅炉清洗。锅炉清洗主要目的是清洗沉积在受热面上的杂质、盐分和腐蚀生成的氧化铁等。机组启动初期，首先将对低压段管路进行清洗，包括冷凝给水管路及低压加热管道部分的清洗；然后进行除氧给水及高压加热管道部分的清洗；待这段水质清洗满足要求后方可进行锅炉的清洗工作。锅炉清洗包括冷态清洗和热态清洗，冷态清洗分开式清洗和闭式清洗（当锅炉温态、热态和极热态启动时不需要冷态冲洗）两个阶段。在没有邻机加热系统的情况下（除氧器加热为常规设计），锅炉冷态清洗完成后，锅炉点火，使锅炉升压，将压力控制在要求的范围内，进行热态清洗，监测给水水质，合格后进行汽机冲转。所谓邻机加热启动其实质就是用其他机组的辅汽加热待启动机组的给水，由加热过的给水间接加热锅炉受热面，从而减少预热锅炉的燃油消耗量，降低锅炉启动成本，同时达到改善炉膛燃烧热环境的目的。主要锅炉厂用辅机均不必开启，可以节省一大块厂用电。 目前国内锅炉邻机汽加热启动系统仅在外高桥三期（21000MW）工程和宁海电厂（为老厂600MW引入）安装并成功实现了运行。三、项目进行的必要性： 1、锅炉冷态启动过程中，需要燃油量大，该技术的运用不仅将锅炉由原来的冷态启动转为温态启动，改善了锅炉的点火和稳燃条件，提高了锅炉的启动安全性。2、邻机加热在锅炉未点火前，使锅炉达到“热炉”状态，对水冷壁进行大流量热态冲洗，同时避免了冷态点火时，过热器和再热器的部分干烧，为锅炉启动过程中节省大量的燃料及厂用电。四、方案基本情况：1、方案介绍本项目除氧器的启动加热蒸汽来自辅助蒸汽系统，机组正常运行时的辅汽主要来自汽机的四段抽汽，当机组低负荷运行、四段抽汽参数不能满足要求时，由冷段再热向辅汽系统供汽。本项目按本厂#1机组向#2机组#2高加供汽进行项目描述。具体改造方案为：（附图一）由#1机组冷再至小机供汽母管（37722mm）引出一路支管（21912mm），下行至炉侧电子间房顶，顺墙达到#2机#2高加进汽管处，破墙进入#2机机房直接接入#2机组#2高加进汽电动门后，在#2启动时实现对锅炉给水进行预热的目的。该方案两台机组分别设计一路管道，#2机组向#1机组供汽方案同上（两路管道可上下布置）。2、#2高加加热蒸汽量、管径及投资计算1）#2高加加热蒸汽量及管径计算锅炉在冷态启动时进行冷、热态冲洗，冷态冲洗要求：冲洗流量为400t/h，水温为110；热态冲洗要求：冲洗流量为400t/h，水温为190我公司辅汽联箱联络母管为3779mm，设计流量55 t/h，按冷态冲洗流量400t/h计算，将凝结水由30加热至110需要用邻机辅联蒸汽（参数：压力0.8MPa、温度310）约51 t/h。剩余蒸汽可以满足待启动机组汽封用汽，小机及其他用汽无法满足。在#1机组100%THA负荷，75%THA负荷，50%THA负荷下，将#2机组给水加热至190满足热态冲洗条件，需要启动电动给水泵将给水压力提高至6MPa，#2高加疏水方式选择逐级自流最后排入除氧器。计算结果见下表：（考虑3%压降及2的温降）负荷(MW)蒸汽压力(Mpa)蒸汽温度()给水流量(t/h)给水温度()蒸汽量(t/h)管径（mm）6004.427315.7400190662194503.29308.2400190742193002.232315.240017047219由上表可以看出改造管道可以采用规格为21912的20G碳钢管，在邻机75%负荷以上时可将给水加热至190，达到预计效果；在邻机75%负荷以下时，不能将给水加热至190，达不到热态冲洗效果。#1、2机组至小机供汽母管37722mm，在THA工况下设计流量282.827t/h，#2高加设计流量140.534t/h；在75%THA工况下该管道设计流量205.625t/h，#2高加设计流量90.805t/h。正常情况下该管道（小机供汽母管37722mm）可以满足邻机抽汽需要。2）投资计算在#1、2机冷再至小机母管37722mm上接出一根21912mm，材质20G的支管分别在至#2、1机#2高加加热器进汽电动门后接入，该管道上安装电动门两个（其中一个起调整作用）、逆止阀一个，3道阀门前后设置两路疏水排至无压母管，并在管路上安装流量计及相应的压力、温度测点。预计投资费用100万元，其中主材料费70万元（包括阀门、管道、电源及热工测点）；设计费5万元；施工费20万元；其他费用5万元。主材料费用详细预算：项目219及32管道电动阀逆止阀疏水阀电气及热工测点总计费用5万40万10万2万13万70万3、运行方式利用邻机加热启动方式进行锅炉启动时，以#1机组运行#2机组启动为例,首先投入#2机组除氧器再沸腾加热给水，随之启动电动给水泵进行冷态冲洗，直至除氧器水温达到110，在此期间#2机组抽真空投汽封，并进行#1机组冷再来汽管道及#2机#2高加的暖管、预热，然后逐渐加大通向#2高加的进汽量，将锅炉进水温度提升至190左右，进行热态冲洗并完成对锅炉省煤器、水冷壁、分离器以及水系统联箱的预暖和升温。热态冲洗完成后锅炉点火启动，在整个#2机组启动过程中#1机冷再来汽可以一直对#2高加进行加热，在#1机组不满足抽汽要求或#2机组并网带负荷后，进行#2高加的进汽切换操作。邻机蒸汽加热#2高加的汽源投、退及切换操作，应实现远程程控操作，并加入相应的热工保护措施。4、安全性邻机加热项目改造后，#1、2机组冷再与#2、1机组#2高加分别连接。由于存在阀门严密性和#1、2机组冷再系统互联等问题，有可能影响到设备的解列及机组的检修。通过与东锅及东汽厂家的联系，当汽轮机高排抽汽量大于设计值30t/h时（设计值20t/h），需要进行高压末级隔板改造，否则会影响汽轮机高压缸的正常运行及设备寿命。该项目实施后需制定严密的运行操作措施，避免出现误操作，威胁人身及设备安全。5、经济性项目实施后预计达到的效果，按将分离器出口温度达到190需要用时6小时，预计机组每次纯冷态启动期间可节省燃油6.65吨，燃煤120吨（折合标煤约85吨左右），各辅机共省电27933KW。由于本厂无除盐水回收设备，造成工质损失，按每吨8元（除盐水）计算，工质损失费用约0.3552万元；电动给水泵用电量约0.9万元。每次冷态启动可以节约资金14.24万元。节约能源煤（吨）油（吨）电（KW）工质损失总计（元）能源数量856.6527933单价（元）100080000.6节约资金85000532001676012552142408在锅炉热态冲洗后，由于邻机再热蒸汽直接进入启动机组#2高加，邻机加热可以继续使用直到并网带负荷后，减少启动时间，节省部分燃料。项目改造后理想状态下每次纯冷态启动累计整个过程可节省资金约14.24万元，预计收回投资需7次冷态启动。按照一年每台机组冷态启动一次3.5年即可回收全部投资。6、邻机加热方案的利弊分析综上所述，该项目在机组节能方面具有一定的优势，但在本厂实施过程中存在以下问题：1）在锅炉冷态启动过程中节省燃料及厂用电，投资回收期在3.5年左右。2）东汽厂家明确答复允许冷再抽汽量50t/h及以下，可能无法达到预计的加热效果。3）本厂无除盐水回收设备对工质造成浪费。4）运行人员在机组启动操作中工作量稍有增加。五、工程实施条件：（一）工程项目有关征地、占地、施工临时用地、拆迁、赔偿等外部条件的落实情况：无（二）设计、施工单位的选择：1、设计单位由河南省电力设计院完成；2、施工单位具有施工资质的单位，并且按照相关程序完成施工单位的选择。（三）工程施工周期；利用#1、2机2012年4、5月份C级检修的机会。六、项目进度计划（一）进度计划1、2012年1月15日前完成项目改造方案；2、2012年1月30日前完成阀门选型；3、2012年2月采购所需施工材料及设计图纸，3月材料到货后可以在不停机的情况下进行部分管路架设，计划5