降低锅炉初始参数的改造
2号机组采用东方汽轮机公司的D300P型,是90年代末设计开发的。虽然应用了当时的先进技术,但受制造加工能力等因素影响,效率低,热耗高。另外,随着机组的运行,原设计的一些缺陷逐渐暴露出来,进一步影响了效率,在经济性和安全可靠性方面存在很多问题。
2.1.涡轮侧
经济上,2号机组汽轮机热耗率高。2013年7月,安阳电厂委托河南省电力科学研究院对2号汽轮机进行性能试验。结果表明,300MW工况下修正热耗率为8141.39kJ/kWh,比设计值7892kJ/kWh高出249.89kJ/kWh,影响供电煤耗9.76g/kWh。同时存在7号低压加热器疏水不畅等问题。
在安全可靠性方面,2号机组汽轮机存在启动时1号瓦振动大,运行时1号瓦和2号瓦温度高的问题。
2.2锅炉侧
顶包内二次密封有漏风,积灰较多;过热减温水量大。300MW负荷下,过热减温水量为42t/h,再热减温水量为19t/h..
第三,转型的可行性
节能改造的目的是进一步节能降耗。除了对传统汽轮机通流部分进行改造外,对初始蒸汽参数进行改进,即需要对锅炉受热面进行改造以增加受热面积,需要对受热面材料进行升级以提高主再热参数。汽轮机通流部分的改造在国内已经进行了很多年,国内主要的汽轮机生产厂家已经做出了至少几十甚至上百的成果,技术已经非常成熟,所以改造方案的确定主要集中在锅炉的受热面上。
因为之前国内没有实施过参数的升级,所以升级的风险很大。为此,在2号机组改造前,大唐集团多次组织厂家和行业专家对工程的升温升压方式和幅度进行了充分论证,并进行了大量的计算和深入的分析研究。在此基础上,提出了三种方案:一是将主蒸汽温度提高到545℃;二是提高主蒸汽温度至570℃;第三,将主蒸汽温度和再热蒸汽温度提高到550℃/570℃,压力提高到18.2MPa,具体如下:
根据方案的吊装参数要求和汽轮机的热平衡图,锅炉厂家分别对三种改造方案的锅炉热量进行了计算,计算结果如下:
参数升级后锅炉热力计算结果(设计煤种)
从计算结果来看:
第一种方案中,锅炉不需要进行大受热面改造,可以满足改造方案的要求。
方案二锅炉侧主蒸汽温度只有566℃,不能满足改造要求,必须对相应的受热面进行改造。初步核算具体是加长高管盘管长度,面积增加约15%,大屏幕过热器长度增加500mm,面积增加约5%,同时在低管盘管处增加一个管盘管,面积增加20%。考虑到原锅炉再热蒸汽温度裕度过小,再热器系统可通过对高再热、低再热、中再热受热面进行必要的改造,减少高再热纵向节距,增加管数,增加面积约700m2。
由于锅炉高度和宽度的限制,锅炉内不再有受热面。经过计算,方案3的主蒸汽温度只能达到553℃,再热蒸汽温度为568℃,不能满足改造要求,需要对受热面进行改造。具体来说,过热器和再热器系统按照方案2的方式进行。
从项目投资的角度来看:
与方案一相比,锅炉侧投资较少,只需改造中温再热器。改造费用约为350万元,但经计算相应的汽轮机热耗为7875kJ/kWh,与其他方案相比偏低,不予考虑。
方案二的改造范围主要是高温过热器、低温过热器和高温再热器(方案二在联系锅炉房收集数据和计算后,认为通流改造后再热器入口温度将降低约10℃,因此改造范围将扩大,需要增加低温再热器和大屏幕过热器的面积)。虽然该方案改造范围较大,但对应的设计耗热量为790 kJ/kWh。收益也很明显。
第三种方案中,除了第二种方案中提到的改造范围外,由于蒸汽压力的增加,涉及到更换多个联箱,以及配套的阀门(安全阀、PVE阀等。)也应更换,对应的设计耗热量为7755kJ/kWh。与第二种方案相比,投资收益较低,且由于锅炉高度和宽度的限制,不再可能增加更多的受热面。因此,第三种方案在实际改造中无法实施。
通过对上述方案的可行性、投资和效益的综合比较,确定按方案二进行改造,采用将主再热温度和再热温度分别提高到570/570℃并保持压力不变的方案,以达到提高锅炉主再热蒸汽温度的目的。 在不改变锅炉本体外部结构的情况下,通过对高再热、高再热和低过热等受热面进行必要的改造,提高汽轮机的工作能力,降低汽轮机的热耗。