摘 要:通过对瑞平电厂2×135MW电厂机组增设低压省煤器和增加蜂窝汽封,改造电除尘供电方式的介绍,指出了运行中耗能存在的问题,介绍了改造的技术方案及改造效果,特别对经济效果进行了分析。
关键词:执电机组 原因分析 技术方案 节能 改造
中图分类号:TM77文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0131-01瑞平电厂建设规模为2×135Mw循环流化床燃煤发电机组。两台机组分别于2007年1月和8月份投产发电。2008年以来,电厂利用中平能化集团选煤后的中煤(发热量仅2000多大卡)和煤矿的低劣质煤发电供热,发电标煤耗为336g/kWh,飞灰可燃物、炉渣可燃物均保持在2%左右,虽然几项指标居于同类型机前列,但在实践中发现仍然存在能耗较大问题,还有很大潜力可挖。
1 原因分析和技术方案
1.1 增加低压省煤器
原因分析:排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,一般约为5%～12%,占锅炉热损失的60%～70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度,一般情况下,排烟温度每增加10℃,锅炉热损失就增加0.6%～1.0%,相应煤耗增加1.2%～2.4%。许多电站锅炉的实际排烟温度比设计值高出20℃～50℃左右,大量烟气余热未经利用排入大气,造成了能源浪费。而我厂机组实际排烟温度约为145℃,且锅炉燃用煤种含硫量较低,烟气酸露点温度相应较低,烟气余热回收的潜力较大。
技术方案:将冷渣器出口凝结水引入新增低压省煤器,被烟气加热升温后的凝结水返回至4#低压加热器入口,从而排挤4#、5#低加抽汽,提高机组运行经济性。
低温省煤器安装于电除尘器后的竖直烟道内,与主凝结水成并联布置,低温省煤器的给水为冷渣器回水,只需在冷渣器回水管路增加一个调节阀以调整需要的通水量,实现了排烟余热的再利用。
1.2 汽轮机封窝汽封改造
原因分析:汽轮机蒸汽泄漏是普遍问题。就汽轮机本体而言,机组的泄漏主要包括汽机的内漏与外漏两部分。
蒸汽通过轴端外漏,除了浪费大量高品质蒸汽,而且也很容易进入轴承箱,使油中带水,油质乳化,润滑油膜质量变差,破坏动态润滑效果,引起油膜振荡,造成机组振动或者是烧瓦停机。油中进水也会造成调节部套锈蚀卡涩,负荷摆动危及机组安全。
蒸汽级间内漏,会造成机组内效率降低。
以上问题的出现,皆为机组传统密封技术落后所致。传统梳齿式密封存在着一定的缺陷,是上述问题产生的主要原因。为从根本上减少工质泄漏,将机组现有密封改造为先进的蜂窝式密封,是节能减排、提高机组安全和经济效益的有效手段。
技术方案:蜂窝式汽封原为美国航天飞机液体燃料涡轮泵上采用的密封技术,是非接触密封中最为安全和封严效果最为显著的一种密封技术。
蜂窝式密封技术基本原理。密封环的内表面由正六面体形状的蜂窝孔规则排列而成的蜂窝带构成。根据密封环体尺寸制作的蜂窝带,通过真空钎焊技术被焊接在原汽封长齿所夹空腔内,即形成蜂窝式密封。蜂窝式汽封是在汽封的长齿中间钎焊上蜂窝,因此汽封当量齿数成多倍增加,节流次数大大多于普通的梳齿式汽封;由于环形腔室被割裂成一个个蜂窝,蒸汽进入蜂窝后,进行回旋反冲,在轴表面形成强劲气膜,大大阻碍后部蒸汽前进,密封效果增强;环形腔室内一个个小蜂窝的存在,汽流热能耗散加大,汽流动能转化成热能耗散,密封性增加;由于其材料耐磨性好,蜂窝带不会有迅速被磨损的情况,间隙可以适当调小,密封性增强。改造方法有以下几点。
(1)蜂窝汽封改造:高中压轴端、高中压平衡活塞、以及低压轴端汽封可改为蜂窝式汽封结构。
(2)镶齿汽封改造:将汽轮机组的高、中、低压叶顶和隔板汽封均为镶固定齿式汽封结构(除低压缸第6～7级叶顶外),此类结构不可进行蜂窝式汽封改造,更换齿片,调整密封间隙,以减少级间泄漏,提高机组效率。
(3)改变电除尘器供电方式。
原因分析:我厂现有静电除尘器采用单相可控硅电源供电,工作模式为大间歇比供电方式,电场实际运行电压和电流均很低,二次电流仅为额定电流的10%～20%。虽然表面上电能消耗较低,但却没有考虑到供电方式与除尘效率之间的关系,尤其是对于前级电场(一、二电场),粉尘浓度较高,不易发生反电晕,在这种情况下,大间歇比供电方式下电源输出功率很低,粉尘无法有效荷电,电除尘器仅仅作为一个粉尘的沉降室使用,势必会大大降级电场的收尘效率,造成粉尘排放严重不达标。如要提高目前工况条件下的除尘效率,同时降低电除尘能耗,必须更改电源供电方式。
技术方案:三相高压硅整流电源供电技术的基本原理是采用三相制,在三相电压对称的条件下,采用三相380V交流输入,通过三路6只可控硅反并联调压,经三相变压器升压,三相桥式整流,并联成一路直流高压信号加到电除尘器。各相电压、电流、磁通的大小相等,相位上依次相差120°。
改造方法:将现有全部单相高压电源更换为32位DSP控制的三相高压电源。
对现有全部高压隔离开关箱进行更换;原有低压动力柜、低压控制柜、电除尘电磁振打柜不做更换。
更换新的基于快速工业以太网络(TCP/IP)架构的电除尘工艺计算机管理系统(ESPDMC)。
2 改造后的节能效果
(1)经济效益分析:#1机组进行汽轮机汽封系统改造与烟气余热回收利用改造后,按锅炉设计效率87%计算,两项实际实现降低发电标准煤耗9.11g/kWh。静电除尘器电源改造实施后,实际实现降低电除尘耗电量65%以上。按上网电价0.35元/kWh,标煤价格690元/吨计算,三项方案共同实现年节约标准煤6832吨/年,实现经济效益521万元/年。
(2)社会效益分析:提高电收尘效率,降低排放浓度,减少污染物排放;降低排烟温度,有利于当地大气环境的改善;提高全厂热利用率,减少煤资源消耗。
3 结语
从该厂节能技改项目实施来看,经济效益和社会效益显著,节能效果显著,具有广阔的推广前景。
参考文献
[1]唐必光.燃煤锅炉机组[M].中国电力出版社,2003.
[2]秦曾煌电工学[M].高等教育出版社,2001.