电厂技术改造方案.doc

大唐国际大坝电厂#5炉减温水治理技术改造方案一、基本情况介绍大坝电厂安装两台东方锅炉厂生产的DG2070/17.5-6型亚临界自然循环锅炉（#5、#6炉），分别于2009年3月和4月投产运行。由于煤种特性的变化、地理位置海拔高度及锅炉本体结构设计对煤种适应性低等因素的制约，锅炉实际运行中存在着影响安全性和经济性的问题。其中最为突出的是再热器和过热器的减温水量严重超标，大大降低了锅炉受热面金属材料的使用寿命、同时形成金属材料发生严重缺陷的潜在隐患；对机组经济性的影响不言而喻，大量的再热、过热减温水增大机组的供电煤耗，对于单台机组每年多消耗的燃料成本折算成标准煤（7000kcal/kg）在万吨以上。对锅炉本体实施技术改造的设想正是本着提高机组安全性和经济性的原则提出的。 表一：锅炉参数（说明书提供）项 目单位BMCRECR过热蒸汽流量t/h20701885.5过热蒸汽出口压力MPa(a)17.50 17.36过热蒸汽出口温度541541再热蒸汽流量t/h1741.91596.4再热蒸汽进/出口压力MPa(a)4.13/3.953.79/3.63再热蒸汽进/出口温度331/541322/541给水温度282276本技术改进的热力计算依据锅炉说明书提供的“校核煤种1”进行。虽然校核煤种与实际燃用煤种亦存在着较大差别，但这种计算可提供理论上的基准参考、比较不同受热面之间的搭配比例。为最终的锅炉结构改造定下依据。锅炉机组热力计算标准方法采用前苏联1973年的版本，虽然该型锅炉的原型是引进技术，但用该方法计算的结果指导技术改进是可行的并已取得了成功的经验。表二：设计煤种及校核煤种（锅炉说明书提供）项 目单位设计煤种校核煤种1校核煤种2收到基低位发热值MJ/kg19.7019.3819.55Qnet.var（kcal/kg）469046144655工业分析收到基全水份Mt%20.112.715.5收到基灰份Aar%11.1922.3517.89干燥无灰基挥发份 Vdaf%32.5827.6529.56空气干燥基水份 Mad%7.434.495.60元素分析接收基碳 Car%54.8952.5653.67接收基氢 Har%2.652.682.68接收基氧 Oar %10.228.118.89接收基氮 Nar %0.470.550.53接收基硫 St,a r%0.481.050.84灰份特性灰变形温度 DT（t1）105012801190灰软化温度 ST（t2） 1100 13401240灰熔化温度 FT（t3）117014101320灰半球温度 HT112013601270锅炉实际运行中采取了非正常的调节手段来防止过热器金属壁温超温报警，本来尾部烟道低温再热器侧的调温挡板是用来调整再热气温的，实际上是基本全开的，同时关小低温过热器侧的烟气挡板，这种运行方式又进一步加剧了低温再热器事故减温水的投入量，形成一种恶性循环的态势。锅炉原设计600MW负荷下的过热器减温水量小于80吨/小时，而实际运行负荷在400MW以上的减温水量就已超出设计值的一倍以上，参见表三，其中抄录并分析了两个负荷点减温水的用量情况。再热汽温是通过再热侧烟气调温挡板来调节的，减温水量设计为零，实际上400MW负荷以上再热器投入了100多吨的减温水。仅此一项对应2克以上的供电煤耗，真实的运行状态令人担忧。本技术改造旨在降低再热器和过热器的减温水量，需要变动的受热面集中在锅炉尾部。该型炉尾部分为两个独立的烟道，前侧烟道内自上而下布置有三组低温再热器和一组省煤器；后侧烟道布置三组低温过热器和一组省煤器。低再侧和低过侧烟道的横截面积分别占总烟道面积的39.2%和60.8%。主要结构数据见表四。表三：大坝电厂600MW机组运行参数分析序号项 目单位400MW（#5炉）450MW（#6炉）备 注1机组负荷MW404451.2主汽压力MPa13.0815.213主汽流量t/h124113424给水流量t/h102911415给水压力MPa16.918.356主汽温度533.65397再热汽压力MPa2.462.818再热汽温度5475419排烟温度118.6/137.8135/126.8预热器出口10冷风温度33一次出口/25二次出口33一次出口24二次出口11一次风温291.6/301.5303/30312一次风差压kPa1.08/0.91.38/1.4213二次风温288.4/300.1301.9/298.114二次风差压kPa0.92/0.940.88/115煤量t/h24227316一次风流量t/h424.8552.617二次风流量t/h1391149818吸风机电流A150.5/149.8258.6/248.919一次风机电流A133.8/130.5150.2/144.520二次风机电流A79.12/80.2177.85/77.4421空气预热器差压（烟侧）kPa0.96/1.161.39/1.2522预热器入口烟温336.4/338.6平均337.5354.2/353平均353.623給水温度258.3/257.9平均258.1263.9/264.1平均26424省煤器出口水温286.3/283.9292.1/288平均287.58286.8/295.1298.5/290.8平均288.325汽包工作压力MPa13.6515.8626饱和温度335346.627欠温47.4282.628低过出口汽温398.75/404.65平均401.7406.2/426.5平均416.429一减后汽温339.6/339平均339.3353.4/356平均354.730一减前蒸汽焓kJ/kg3035303931一减后蒸汽焓kJ/kg2731272032二减前蒸汽温度458.3/455.5平均456.9472.3/473.5平均472.933二减后蒸汽温度451.7/423.7平均437.7441/425.3平均433.234二减前蒸汽焓kJ/kg3214322835二减后蒸汽焓kJ/kg31563099.5表三：大坝电厂600MW机组运行参数分析序号项 目单位400MW（#5炉）450MW（#6炉）备 注36一减水量t/h103.8/78.72总量182.57105.3/78.7总量184表计显示37二减水量t/h0/32.44总量32.4431.1/45.7总量76.8表计显示38一减水量t/h163.8187.8热平衡计算39二减水量t/h2969.8热平衡计算40减温水压力MPa16.0917.7841减温水温度171177.142减温水焓kJ/kg73275943再热汽压力MPa2.462.8144再热汽温546.65544.6545冷再压力MPa2.64346冷再汽温328.6334.847再热器减温水量t/h61.0491.34表计显示48再热器减温水量t/h123132热平衡计算49再热汽流量t/h1067115450再减前汽温328.6334.851再减后汽温228.4/326(226)238.5/236.1平均237.352再减前蒸汽焓kJ/kg3075308153再减后蒸汽焓kJ/kg2803281454再减水压力MPa9.019.5855再减水温170.2176.656再减水焓kJ/kg724.55752.757再减水门开度%28/2025/51表四：尾部受热面结构数据（原设计）受热面项 目低再低过低再侧省煤器低过侧省煤器低再侧吊挂管低过侧吊挂管管径x壁厚mm63.5x5/657x751x651x651x1057x11.5横向节距mm115119115147230230纵向节距mm87.37971.171.132405000布置型式5管圈缠绕，顺列、逆流4管圈缠绕，顺列、逆流2管圈缠绕，顺列、逆流2管圈缠绕，顺列、逆流顺列逆流顺列逆流管排数量17817817814022材料下组SA-210C，中、上组15CrMoG下组SA-210C，中、上组5CrMoGSA-210CSA-210CSA-210CSA-210C二、尾部受热面技术改造方案 1、低温再热器侧受热面将低再侧低温再热器的下组和中组拆除，低再入口集箱抬高并与上组低温再热器管排衔接，下面的省煤器管组位置不变。腾出的空间新加一组膜式省煤器，膜式管组的下侧通过新加的过渡集箱（273x40，20G）与原省煤器管组的出口集箱通过吊挂管（51x10，SA-210C）连接，膜式管组上侧出口通过新加的过渡集箱（273x40，20G）与原吊挂管（51x10，SA-210C）连接。新加的两个过渡集箱之间用耐热不锈钢管（304）作为吊管来连接承重，其两端用铰接的方式连接，避免了现场安装不能热处理的矛盾。采用膜式省煤器的目地是为了提高管组的磨损寿命，从陡河电厂十几年的改造运行经验看是行之有效的最佳选择，特别是在目前这种煤种成分变化多样的条件下，更显出这种结构省煤器的优越性能。膜式省煤器是上世纪90年代初前苏联电厂普遍推广的新型技术，在我国由于制造技术的制约未能普遍推广，但在有些老电厂也发展了该项技术的应用。现在膜式省煤器弯头的防磨损专利技术已经得到实际运行的检验，是完全有效的。一般来说大管径顺列布置的光管省煤器其使用寿命都应该很长，不存在短期内严重磨损的情况，但托电同类型锅炉的光管省煤器其壁厚已由6mm磨损到4mm，可见煤种二氧化硅含量之严重。拆除的低温再热器管屏总计356排，总重量为374吨。2、低温过热器侧受热面低温过热器侧的原设计光管省煤器及其出口集箱保留不动，将低过的中、下组拆除。新加两组膜式省煤器，其入口、出口各加两个过渡集箱（273x40，20G），集箱之间通过耐热合金材料的吊管连接承重，膜式省煤器管屏也由吊管来托撑。膜式省煤器的入口与原省煤器出口集箱用（57x11.5，SA-210C）的吊管连接；出口与原吊挂管（57x11.5，SA-210C）连接。低温过热器的入口集箱（273x45，12Cr1MoV）抬高后与低过上组管排衔接，集箱下侧废弃的中隔墙（63.5x8，SA-210C）部分仍作为隔墙使用，其上侧用合金扁钢与低过入口集箱下侧的焊接件合金扁钢（50x8，12Cr1MoV）连接；下侧与原烟道钢板用合金扁钢连接。拆除的低温过热器管排总计356屏，重784吨。低再和低过总计拆除的管排为712屏，总重量1158吨。3、膜式省煤器结构参数低再侧的膜式省煤器采用51x6.5、20G碳钢管，膜片5mm厚的Q235低碳钢。低过侧膜式省煤器采用51x7.5、20G碳钢管，膜片6mm厚的Q235低碳钢。结构数据见表五。 表五：膜式省煤器结构数据受热面项目低再侧的膜式省煤器低过侧膜式省煤器横向节距mm230230纵向节距mm57.560管径x壁厚mm51x6.551x7.5布置型式错列逆流错列逆流管材/膜片材料20G/ Q23520G/Q235膜片厚度mm56管排数量（排）1782x178三、经济效益评估按目前的实际运行状态作为参考点，技术改造后机组额定负荷时可降低200吨过热减温水量，90吨再热减温水量。锅炉排烟温度比目前的状态略低一些（5左右）。单台机组按每年发电30亿度、75%负荷计，再减水平均降80吨，影响4克煤耗，150吨过减水影响1.