300MW机组辅助蒸汽系统优化

摘要:文章对发电机组辅助蒸汽系统进行了优化,针对高压缸排气(简称高排)和四段抽汽(简称四抽)交汇所产生的问题,采用一种压力匹配器作为解决方案,改造后大量利用了四抽,明显地降低了高排的消耗,产生了良好的经济效益。

关键词:300MW机组;辅助蒸汽系统;引射汇流;节能;系统优化

中图分类号:TQ520文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)23-0021-03

一、概述

2008年煤价居高不下,发电厂发电成本大幅增加。在全球经济危机的影响下,用户对电量的需求下降,电力企业经营状况恶化。为了摆脱电力企业经营的困难局面,节能减排工作得到了深入的开展。经过调研,对辅助蒸汽系统进行改造,能够降低供电煤耗,提高能源的利用率。

二、辅助蒸汽系统介绍

(一)系统的构成

秦皇岛热电厂4号机组辅助蒸汽系统由高压缸排气和四抽俩路汽源供汽,满足4号机组除氧器用汽、电除尘灰斗加热用汽 、空预期吹灰用汽、大小汽机轴封用汽、锅炉一次风暖风器用汽、锅炉二次风暖风器用汽,辅助蒸汽联箱和秦皇岛热电厂其它机组辅助蒸汽联箱有联络管连通。

(二)存在的问题

4号机组实际运行时由于辅汽压力调节困难,四抽至辅助蒸汽联箱电动门关闭,四抽汽源没有投入使用,辅助蒸汽系统完全由高排汽源供给。高压缸排气的做功能力并没有得到充分利用,造成机组经济性的下降。高排抽汽量的增加,引起再热蒸汽量减少,再热气温控制出现困难,需投入再热减温水以调节再热气温,引起机组循环效率的降低。

(三)解决问题的思路

4号机组单位体积的高压缸排气和四抽所具有的热能相差不多,高压缸排气压力高,做功能力也强。在向辅助蒸汽系统供汽时,高压缸排气的压力能有利用的可能。四抽蒸汽压力不足时,如果能够补充少量高压缸排气蒸汽,实现高压蒸汽和低压蒸汽同时向辅助蒸汽系统供汽,这样就减少了高压缸排气的用量,相应大幅增加四抽供辅助蒸汽系统的用量,也就降低了发电煤耗。

三、辅助蒸汽系统改造情况

(一)现场设备的变更

1.辅助蒸汽系统管路的改造。在4号机组四抽至辅助蒸汽联箱的供汽管路上加装引射汇流装置,该装置安装在四抽至辅助蒸汽供汽管路上。在引射汇流装置前安装四抽至高辅联箱逆止门。增加高压供汽引射管路,从高排至辅助蒸汽供汽管路上引出,接到引射汇流装置的汇入支管,在该管路上加装流量孔板、电动闸阀、电动调节阀、止回阀、手动闸阀,并在各阀门相应位置增加疏水阀和疏水管路。

2.增加的执行机构。电动执行器选用扬州修配厂制造的MU(辅助蒸汽引射汇流压力调整门)和2SA3(辅助蒸汽引射汇流压力调整门前电动门)执行器。辅助蒸汽引射汇流压力调整门执行器控制策略为辅汽联箱压力高于设定值时关门,辅汽联箱压力低于设定值时开门。辅助蒸汽引射汇流压力调整门前电动门执行器联锁控制策略为锅炉MFT动作联关该门,MFT信号取自FSSS系统。

3.增加的压力、流量测点。高辅压力测点采用原有测点,增加一台压力变送器用于辅助蒸汽引射汇流压力的测量,一台流量变送器用于辅助蒸汽引射汇流流量的测量。

(二)流体汇流装置介绍

传统的流体汇流装置一般为直角三通,流体汇流时有较大阻力,在简单系统中应用没有问题,但在复杂的系统中应用会给系统的平衡带来困难。辅助蒸汽系统是一个较为复杂的系统,用普通三通将高压缸排气汇入四抽时,高压缸排气对四抽产生较大阻力,大幅度的减少了四抽的用量,辅助蒸汽用量较大时甚至将四抽完全排挤,这样就增加高压缸排气的用量,造成热经济性不佳。将直角三通应用于辅助蒸汽系统,达不到我们的改造要求。为了使流体的汇流顺利,我们选用了一种具有环形喷嘴的引射汇流装置。

汇流装置的结构如图1所示,组成包括:汇流装置外壳2,外壳沿轴线方向装有汇流主支管6,外壳与主支管构成环形室,主支管的一端沿轴线方向装有汇合管7,主支管与汇合管之间形成环形喷嘴,外壳的径向装有汇入支管3。在辅助蒸汽系统应用引射汇流装置,四抽由汇流主支管进入,高压缸排气由汇入支管进入汇流装置外壳和汇流主支管等构成的环形室内,并经环形喷嘴改变方向与四抽汇合,再经汇合管排除,由于同样通流面积下环形喷嘴的当量直径远小于圆管的当量直径,加之两股流体流线间的夹角较小,必要时可达到零,使得高压缸排气和四抽相互引射,减少直至彻底消除回流阻力,并相互产生一定的引射能力,增加流体流动的动力,汇流装置最大出力35吨/小时,最佳出力30吨/小时,对四抽的最大提升压力0.08兆帕。可以满足辅助蒸汽系统的改造要求。

(三)辅助蒸汽系统调节方式

4号机组辅助蒸汽系统采用压力自动调节系统,辅助蒸汽联箱压力作为调节参数,通过调节该参数来满足辅助蒸汽供需的动态平衡。机组运行时辅助蒸汽联箱压力设定值为0.58MPa,辅助蒸汽联箱压力维持在0.58MPa时,辅助蒸汽系统处于正常运行状态。机组处于高负荷工况时,四抽压力大于0.58MPa,辅助蒸汽由四抽汽源供给。在机组负荷降低,辅助蒸汽用量增加时,四抽压力低于0.58MPa,已无法单独继续向辅助蒸汽系统供汽。这时DCS控制系统B起调节作用,辅助蒸汽引射汇流压力调整门打开,引入部分高压缸排气,在引射汇流装置内,高压缸排气和四抽相互引射,汇流以后的蒸汽压力得到提升,高于0.58MPa,供给辅助蒸汽系统。辅助蒸汽引射汇流压力调整门全开时,引射汇流装置供汽能力达到最大,如果汇流后的压力仍低于0.58MPa,这时高排至辅助蒸汽调整门A门前电动门打开,基地控制系统A投入,高排至辅助蒸汽调整门A参与调节。高排至辅助蒸汽调整门A全开时,机组的辅助蒸汽供汽能力最大。

四、辅助蒸汽系统改造后的效果

秦皇岛热电厂4号机组冬季辅助蒸汽用量在30t/h左右,加装引射汇流装置以后,实现了四抽和高排联合供汽,年平均高排供辅助蒸汽比例由目前的100%降到30%以下,就目前机组运行平均负荷可使全年供电煤耗下降不小于1g/kWh,约1年即可收回全部投资。在降低煤耗的同时,每年可减少灰渣排放300吨,减少烟尘排放15吨,减少二氧化硫排放30吨,减少二氧化碳排放12000吨,取得了良好的节能效果。

五、结语

目前我国火电机组数量庞大,大规模进行辅助蒸汽系统的改造,预计平均降低发电煤耗可达0.5%。该项目的实施,推动了企业的经济效益的提升,对环境起到了保护作用,因此具有广阔应用前景。

参考文献

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