小型抽凝机组改背压机组的方案研究.doc

小型抽凝机组改背压机组的方案研究小型抽凝机组改背压机组的方案研究关健强陈成学孙粉梅陈耀森(福建省电力勘测设计院福建福州350003)摘要首先论述对抽凝机组进行技改的必要性,并提出3种不同的改造方案,从技术可行性和经济性2方面进行分析论证,最后推荐抽凝机改抽背机的改造方案,该方案对类似机组改造具有创新示范作用.关键词抽凝机背压机改造节能增效中图分类号:TM621.3文献标识码:A文章编号:16729064(2011)040054-03据了解,全国目前尚有930万kW小型凝汽机组.在当今大机组大电网的背景下.这些小型机组凸显出煤耗高,热效率低的缺点.由于现在煤炭价格大幅上涨并高位运行.存在发电成本倒挂现象.因此大都存在亏损严重的情况.作为旧时代的产物.这些抽凝机组正处于一种尴尬的境地.而对它们进行技术改造.提高机组热效率,则成了必然选择.否则在大容量机组面前将面临被淘汰的命运l改造的必要性由于供热蒸气价格与煤炭价格联动.只要周边有稳定的热负荷.就可以考虑将抽凝式机组改为抽背式机组.提高机组热效率除了显着的经济性外.还有如下因素也促使对小型抽凝机组进行技术改造:(1)效率低.一般抽凝机组低压通流部分都是按照全凝工况额定负荷进行设计制造的,而机组长期供热运行.严重偏离设计值.并且低压叶片型线陈旧,造成流动效率低,鼓风和次流损失大,低压段内效率偏低.这就要求进行汽轮机改造.提高机组效率.(2)日益严格的环保政策.国家十二五规划纲要明确提出要加快建设资源节约型,环境友好型社会,电力工业是节能降耗和污染减排的重点领域.作为低效的小型供热机组.则首当其冲.(3)经济性差.近年来煤炭价格大幅上涨并高位运行,在上网电价没调整的情况下.许多大型发电机组都面临着赢利困境.更何况发电效率更低的小型机组.供电标煤耗高于300的机组都将不具有竞争力.若供电标煤耗率低于某标煤价格和上网电价对应点,则多发电可以赚钱.否则,发电越多越赔钱不论从外部条件或是自身因素.这些小型供热机组都必须进行技术改造.提高机组效率和经济性,不仅满足日益增长的地区热负荷需求.又能在激烈的市场经济中站稳脚跟.2改造方案设想本文以1台中温中压的6MW抽凝汽轮机为例,进行改造方案分析研究抽凝机组改造主要是针对汽轮机进行改造.机组的发电机,开关间隔,电气保护等原有设备仍可使用.改造方案大致可以考虑2种情况:(1)用新机更换旧机,其中涉及到汽轮机组基础的改造问题:(2)主要针对汽轮机本体部份的改造.根据这2种情况,初步拟定以下3种改造方案:2.1将旧机更换为背压机(方案I)本方案是将抽凝机拆除.更换为三系列的西门子背压机.背压为0.88MPa.排汽经减压后进除氧器加热.除需增加1台轴封加热器外,本机的凝汽器,凝结水系统和循环水系统均可拆除.系统流程大为简化.三系列抽背机具有高转速的特点.其内效率也比普通机型高8个百分点左右.虽然更换了汽机型式.只需在新机和原基座间加设过渡底板即可.这使得本方案的可操作性增强.在节省土建投资的同时.也可大大缩短改造工期.该方案由于采用内效率较高的机型.与改造前比较.有着相当高的经济效益,发电量和供热量均有一定的提高:不足的是除氧器加热蒸汽需由背压排汽减压供给.高位能被转为低位能.2.2将旧机更换为三系列抽背机(方案2)本方案与方案1类似.只是将旧机更换为三系列的西门子抽背机,抽汽压力为0.88MPa,背压为0.15MPa,排汽直接进除氧器加热.本方案的改进之处在于供给除氧器加热蒸汽压力调低,避免了减压器的能位损失,提高机组的经济性.该方案由于采用了较合理的热力系统.利用抽背机排汽直接加热给水.省去凝结水系统,与改造前比较,发电量和供热量均有一定的提高.且汽机进汽量略有减少;不足的是该方案的造价比较高2-3改造汽轮机本体部份(方案3)?本方案是利用旧机.将现有抽凝机的低压通流面积改小.拆除低压缸的部分隔板和叶片.减少纯凝发电部分汽量,将单纯抽凝机改为抽背机.抽汽压力为0.88MPa.背压抬高到0.029MPa.将凝汽器相应改成真空除氧器,撤掉循环冷却水系统,利用排汽来加热全厂大部分补水,避免了冷源损失,作者简介:关健强(1974一),福建省电力勘测设计院高级工程师.2011,N0.4.0提高了机组的热效率本方案的重点在于汽轮机本体的改造.凝汽器相应要改造为真空除氧器.增大排汽与补水的混合面积:同时可以停掉循环冷却系统中的1组冷却塔和1台循环水泵:为满足真空除氧器真空度要求.需要将射汽抽气器换为水环式真空泵.增大抽气能力.该方案利用原有汽轮机基础.改造周期较短.根据全厂热平衡分析.由于利用排汽加热补给水.可大幅减少除氧器耗汽量,相应提高了对外的供热量.也提高了机组的发电量,经济效益明显.本方案的缺点是旧机已运行一些年头了,寿命期(25a)已快过半,旧机的维护量较大.3改造方案技术经济分析厂用电方面.3种方案都取消了机组的循环冷却水系统.减少了1组冷却塔用的8台冷却风机和1台循环水泵.共约214kW助率(考虑85%的负荷率);方案1和方案2由于拆除了凝结水泵.减少了10kW功率.而方案3要新上2台较大的凝结水泵,约增加40kW功率,因此,方案1,2厂用电可减少约224kW.方案3厂用电可减少约174kW.从技术可行性和经济合理性等方面对上3种改造方案进行综合比较分析.详见表2.表l改造前后热经济指标的数据表序号名称改造前方案1方案2方案3通过比较,在进汽能力一致的情况下.3种改造方案比改造前均有较好的节能效果.主要体现在对外供汽量均有一定增加,方案2,3的发电量也有提高:方案1,2的投资费用明显要高于方案3,但其改造工作量要小些,系统更为简化.因此.3种改造方案均是可行的.都有明显的节能增效.4改造方案经济评价在机组进汽参数不变的条件下.3种改造方案的发电量,供热量和煤耗等技术指标均有改善.实现机组效率的提高.改造后机组热电联产总效率达到75%以上.改造后全厂对外增加供汽量为9.6l0.07t/ll(平均焓值2011.No.4.能臻境表2改造前后比较分析改造前技改方案1技改方案2技改方案3将现有抽凝将机更换为三机主要改造内容系列的背压系式汽轮机,增式设冷渣器设全厂效率/%71%一75%翕1716817130进汽量(t/h)(保持锅炉218218负荷不变)年量3886251625对外供汽能力/(t/h)(参数165.91175.980.88MPa/220)主要优点主要缺点改造周期/d改造费用/万元将现有抽凝机改造为抽背式汽轮机,凝汽器改为真空除氧器,增设冷渣器一75%175622185Z489175.8O机组安全可机组安全可可利用现有靠性高,机组靠性高,运行机组的基础效率有提高效率也高和高压部分摇警造费用较造内容较较高同步3080730912204501改造总投资/万元2售电增量/万kWh售汽增量/万t3不含税上网电价/(元/kWh)汽价(不含税)/(t)4增量销售收入/万元增量成本/万元5内部收益率(税前)/%内部收益率(税后)/%财务净现值(税前)/万元财务净现值(税后)/万元投资回收期(税前)/a投资回收期(税后)/a投资收益率(ROI)/%投资利润率/%8o7.4911.5450.21o6.7538.2377.27.67.27.4O.44470.44470.44471271271271006.621153.73ll09.78ll3.37123.4977.70605702/223239/7179.18291.98405.453o6.26131.86246.51.171.140.691.451.42O.831O9l1222682841692880kJ/kg),发电量增加约38651kW,按锅炉的效率(=82%)计算,每年节约标准煤比改造前多近1_3万t.方案1,2循环水量减少约1000t/h改造后由于机组没有了冷源损失.对应停用了一组冷却塔和一台循环水泵,可降低厂用电率0.5%1%.经济评价结论:(1)3个改造方案的内部收益率远大于基准收益率.财务净现值均大于零,投资回收期都小于2a.说明3个方案均可行.且有很好收益.(2)3个改造方案中,方案3的投资最小,净现值最大.收益率最高,投资回收期最短(不到la就完成回收),投资收(下转第59页)o3回于无算收案资短,计部率方投收h法内益风机电流缓慢下降到115A左右.炉调整前,当时机组负荷606.8MW,A.一次风机电流126.8A;B.一次风机电流127.8A,一次风压10.08kPa.热态试验后,对炉的6台磨入El风量系数进行修正,即在现有计算结果上乘以如下系数,系数如表3.表34炉磨煤机入口风量修正系数系数修正后,机组负荷,一次风压仍维持不变,A.一次风机电流从126.8A下降到122.6A.B.一次风机电流从127.8A下降到124.2A然后将一次风压缓慢下降.从10.1kPa下降到9.2kPa.下降过程中注意监视磨碗密封风差压到3.0kPa以上.一次风机电流缓慢下降到115A左右2台炉一次风系统经过优化试验调整后.3炉送风机电流增加了约1A.密封风机电流增加约2A.4#炉送风机电流增加约2A.密封风机电流增加约2A.2台炉的密封风机压力提升量少量增加而一次风机电流则出现了不同程度的下降,如表4,表5所示.表43炉试验数据由上可知,经过优化试验调整后,3,4#炉一次风机电流均明显下降,节约大量的厂用电.3炉:2台风机电流共下降了47.52A,扣除送风机电流上升部分,净下降45.52A;4炉:能獯查境2台风机电流共下降了24.6A.扣除送风机电流上升部分.净下降20.6A.按年利用6000h计算.则年可节约厂用电:3炉:198.68万kW?h:炉:89.91万kW?h.折标煤:3炉:244.18万t标煤;炉:ll0.5万t标煤.2_3优化调整经过以上优化试验后.降低一次风压运行后.机组可保持安全,稳定运行.而一次风机电流较试验前发生了较大的下降,降低了厂用电率,效果显着.因此,在优化试验完成后,对一次风系统作出了如下的调整:(1)维持3一,4炉热一次风母管压力在较低压力下运行,可以减少风门节流损耗,降低一次风机电流.根据煤质情况,在保证机组正常带负荷.磨煤机磨碗密封风压力差达到2.83.0kPa的情况下.尽量降低热一次风母管压力.煤质较好(如试验时的煤质).可以将热一次风母管压力维持到9.0kPa左右运行.(2)磨煤机人口总风量由设备部热控专业进行修改,保持参数继续运行(3)将给煤机密封风门关到20%左右.以手摸给煤机落煤El外壳温度不高为宜.减少一次风机的出力.(4)把磨煤机出口闸板门密封风改接到磨煤机出口闸板门后的一次风管(煤粉管)上.修改磨煤机出El闸板门密封风门的逻辑.原逻辑为:磨煤机运行时开启.磨煤机停运时关闭:逻辑修改为:磨煤机运行时关闭.磨煤机停运时开启.因为此密封风的目的是在磨煤机停运时开启.对一次风管进行吹扫.当磨煤机运行时,此路风应该关闭.3结语通过对金湾公司2台锅炉一次风系统进行运行优化.降低了一次风母管的压力.降低了一次风机的电流.提高了锅炉效率,降低了厂用电率,从而挖掘出一次风机的节能潜力.参考文献上海锅炉厂有限公司.广东珠海电厂2x60OMW超临界压力锅炉使用说明书.2005(上接第55页)益率和投资利润率最大,说明方案3经济效益最好.本文推荐采用方案3进行抽凝机改背压机的技术改造5结语小型供热机组的技改有利于节约能源.改善环境.提高供热量,增加电力供应等综合效益,同时还能提高能源利用率.改造方案3创造性地提出了将低效老化的抽凝机组改造为抽背机组,起到了很好的节能增效效果.已在某热电厂顺利实施.效果显着.对我国小