上海外高桥电厂三期1GW超超临界机组节能技术

1、上海外高桥电厂三期,1000MW,超超临界机组的节能技术,报告内容,?,一、工程概况,?,二、锅炉及相关系统的节能,?,三、汽轮机及相关系统的优化和节能,?,四、给水泵及系统的优化和节能,?,五、超超临界机组的效率保护,?,六、结语,报告内容：,上海外高桥第三发电有限责任公司,2,1000MW,超超临界,燃煤发电机组,上海外高桥第三发电厂工程,工程概况：,建设规模：,建设工期：,2005,年,9,月正式开工，两台机,组分别于,2008,年,3,月和,6,月先,后建成投产,工程概况,锅炉：,塔式，超超临界，一,次再热，平衡通风，四角,切圆燃烧，螺旋水冷壁，,固态排渣燃煤（粉）锅炉。,炉顶标高,1

2、29m,。由上海锅,炉厂引进德国,ALSTOM,技术,并生产。,基本参数：,主汽压力,28MPa,，主、,再热蒸汽温度605/,603，额定蒸汽流量,2732T/H,。,主设备概况,主设备概况,汽轮机：,超超临界，单轴，四,缸四排汽，反动式，双,背压，凝汽式汽轮机。,由上海汽轮机厂引进德,国,SIEMENS,技术并生产。,基本参数：,主蒸汽压力,25.86MPa,，主、再热蒸,汽温600/600，功率,1000MW,。,工程概况,发电机：,水，氢，氢冷，同轴,无刷励磁。由上海电机厂,引进德国,SIEMENS,技术并,生产。,基本参数：,定子电压,27KV,，额定,电流,23759A,，额定功率

3、,1000MW,，功率因数,0.9,。,主设备概况,工程概况,锅炉及相关系统的节能,1,选塔式炉并进行优化，提高效率,4,锅炉的节能启动系列技术,有利于提高机组效率和降低厂用电率,2,3,设备及排烟系统的改进,二、锅炉及相关系统的节能,炉效提升空间大,（一）炉效提升空间大,经优化和改进并充分发挥其效率潜力，两台塔式锅炉,性能试验值高达,94.36%,和,94.51%,。与合同保证值,93.6%,相比，相当于降低了机组煤耗,2.5,克,/,千瓦时。,即使在,400MW,的工况下，其实测效率也高于,94%,。,这使得机组不但在额定负荷时有良好的经济性，而且在,低负荷下的运行经济性也能得到有效保障。

4、,利用提高机组效率和降低厂用电率,?,1,、,塔式炉再热器压降小。,再热器的设计压降比按传统设,计规范低,40%,左右，按,SIEMENS,提供的修正曲线，由于其再,热器压降的相对减少，可使汽轮机热耗下降,9.6 kJ/kWh,。,?,2,、,塔式炉高压汽水系统压降小。,实际系统压降比同等级,型炉低,1MPa,以上，额定工况下的给水泵的功耗达,35MW,，,相应塔式炉汽水系统的降低导致给水泵的运行功耗下降约,1.2MW,。,?,3,、,烟气系统阻力小。,实际运行的阻力比同等级型炉低,30%,以上，从而降低了引风机电耗约,1.6MW,。,（二）有利于提高机组效率和降低厂用电率,设备及排烟系统的改

5、进,?,1,、,空预器密封改进。,研究开发的“全向柔性密封技术”,首先在第一,台锅炉空预器的冷端上应用，取得显著成效，漏风率的性能试验值为,4%,，厂用电率（不计脱硫）为,3.01%,，在对热端和轴向密封全加装后，,厂用电率进一步下降至,2.7%,（不计脱硫），热风温度及锅炉效率也相,应提高。该项创新，降低了机组煤耗约,2,克,/,千瓦时。,?,2,、,零能耗烟气脱硫。,一是通过改进工艺和运行方式，尽可能降低系,统能耗,，使脱硫系统在额定工况下的耗电率降至,0.75%,以内；二是利,用不配置,GGH,的有利条件，研发并加装了锅炉排烟热能回收装置使该,系统降低了机组煤耗,2.71,克,/,千瓦时

6、，脱硫吸收塔的水耗下降,45,吨,/,小,时以上。,（三）设备及排烟系统的改进,锅炉的节能启动系列技术,（四）锅炉的节能启动系列技术,不启动给水泵、静压状态下的锅炉上水及不点火的热态水冲洗,1,取消炉水循环泵的低给水流量疏水启动,3,直流锅炉蒸汽加热启动和稳燃技术,2,这种水冲洗技术不用启动给水泵，也不用点,火加热，节约了大量的燃料和厂用电，并且操作,简单，可控性好。由于冲洗的水温高，且整个被,冲洗受热面内的冲洗介质均处于汽水两相流，极,大地改善了冲洗效果。,1,、不启动给水泵、静压状态下的锅炉上水,及不点火的热态水冲洗,采用这一启动技术后，不仅大幅度减少了启动过,程中的燃油、燃煤量和厂用电消

7、耗，创造了最低断油,稳燃负荷,20%BMCR,的世界纪录，极大提高了锅炉,启动和运行的安全性，也大大缩短了启动时间，简化,了操作。目前，机组每次启动油耗稳定在,12,18,吨。,三期工程的调试总耗油量仅为,1000,余吨，与二期,2,900MW,超临界机组调试期总耗油,21000,吨相比，,节约调试用油近两万吨。,2,、,直流锅炉蒸汽加热启动和稳燃技术,这一技术大大简化了启动系统和运行控制，提,高了安全性和可靠性，减少了启动损失。但仍具,有常规带炉水循环泵锅炉的极热态启动时间短，,损失小的特点。,3,、,取消炉水循环泵的低给水流量疏水启动,汽轮机及相关系统的优化和节能,三、汽轮机及相关系统的优

8、化和节能,1,主蒸汽参数及运行调节方式的优化,2,四大管道系统设计优化,3,汽轮机背压优化,主蒸汽参数及运行方式的优化,SIEMENS,的超超临界机型采用了所谓“补汽阀”的调,频和过负荷调节技术。鉴于开启“补汽阀”时汽轮机效率,明显下降的实际情况，为防止运行效率下降：,1,、,对过负荷调节方式进行优化。可在整个高温季节避免,开启“补汽阀”。,2,、,开发节能型抽汽调频技术。用此方法，可使主调门全,开，补汽阀全关，消除汽轮机进汽节流损失。目前，机组,的加（减）负荷的速率能达到和超过,1.5MW/min,。,经测算，上述的这两种优化和创新措施，约可降低机组,实际运行热耗约,35kJ/kwh,。,（

9、一）主蒸汽参数及运行方式的优化,四大管道系统设计优化,?,再热系统管道设计优化,。通过对再热蒸汽管道口径、弯管,形式以及布置方式的合理优化，在额定工况下的再热系统,（包括锅炉再热器）压降实测为,6.7%,，比国家标准规定的,10%,减少,3.3,个点，汽轮机的热耗将因此下降,18kJ/kWh,。,?,主蒸汽和给水管道设计优化,。与再热系统管道优化的同时，,主蒸汽管和主给水管道系统亦采用了,3D,的弯管设计，有效,地降低了管系的压降，从而使给水泵的耗功亦相应下降，,同时也提高了管系的运行安全性。,（二）四大管道系统设计优化,汽轮机背压优化,?,采用双背压。同样循环冷却水流量及水温，在不增加,凝汽

10、器冷却面积的情况下，可获得更低的平均背压，,提高了经济性。,?,设计平均循环冷却水温定为,19,。经核算，设计背压,可从,4.19/5.26 kPa,下降为,3.86kPa/4.88kPa,，热耗则可,下降,19 kJ/kwh,。,?,给水泵汽轮机单独设置凝汽器。排汽不再进入主机凝,汽器，即降低了传热强度，亦减少了凝汽器汽侧的流,动压降，相应又可降低背压和端差，进一步提高了经,济性。,（三）汽轮机背压优化,给水泵及系统的优化和节能,1,给水泵配置优化,2,采用高效小汽轮机,3,汽动给水泵组低速启动及全程调速运行,四、给水泵及系统的优化和节能,给水泵配置优化,在中国首次采用,100%,汽动给水泵

11、，自配,独立凝汽器，可单独启动，取消电动给水,泵。简化系统，降低投资约,1,亿元，采用单,汽泵配置后大大降低了机组启动阶段的能,耗。每年可节煤约,1,万吨。,（一）给水泵配置优化,采用高效汽轮机,采用高效小汽轮,机，运行效率高,达,86.7%,，减少,主机抽汽耗量，,使主机热耗下降，,折合热耗下降,18kJ/kwh,。,（二）采用高效小汽轮机,汽动给水泵组低速启动及全程调整运行,采用汽动给水泵组低速启动及全程调速运行技术。不,仅大大降低了锅炉启动时的能量损耗，还提高了机组效率，,极大地简化了系统控制策略，也消除了最小流量再循环阀,的冲蚀泄漏风险，提高了设备运行安全性。,至今，给水泵及系统显示出

12、了极高的启动和运行的灵,活性和可靠性，到目前为止，从未发生一起因给水泵引起,的机组强停。通过性能试验证实，汽动给水泵实际的运行,热耗比设计值更低，与其他同类机组相比，该汽动泵相当,于使机组煤耗降低约,0.8,克,/,千瓦时,。,（三）汽动给水泵组低速启动及全程调速运行,超超临界机组的效率保护,随着蒸汽参数的提高，特别是温度的提高，一个突出,问题,管道的蒸汽侧氧化及由此引起的固体颗粒侵蚀,（,SPE,）对机组的安全和经济运行产生了严重威胁。,五、超超临界机组的效率保护,遭氧化皮堵塞的管子,固体颗粒对叶片的侵蚀,固体颗粒对旁路阀芯的侵蚀,尽快和尽量清除已脱落的氧化物,减轻未清除的固体颗粒对叶片的冲

13、击,避免或减少已生成的氧化物脱落,设法防止或减缓氧化物产生,总体思路,超超临界机组的效率保护,主设备选型,系统设计,安全调试,运行方式,控制理念,全方位防治,综合治理,超超临界机组的效率保护,蒸汽氧化和固体颗粒综合防治的成效,外高桥三期的,1000MW,机组，从,2007,年,10,月第一,次点火冲管到,2008,年,6,月两,台机组全部投产，直至运,行至今又一年多时间，锅,炉的对流受热面从未发生,异物（氧化皮等）囤积堵,塞造成的超温过热以及爆,管。汽轮机高、中压缸也,都未发现有效率下降的迹,象。,（一）,蒸汽氧化和固体颗粒综合防治的成效,六、结语,汽轮机的性能试验热耗,经性能试验，两台主汽轮机的热耗分别,为,7239,kJ/kWh,和,7241,kJ/kWh,。比合同保证,值,7320,kJ/kWh,平均降低,80kJ/kWh,，相当于,降低机组煤耗,3.2,克,/,千瓦时,。,（二）汽轮机的性能试验热耗,六、结语,机组实际运行煤耗情况,两台机组分别于,20