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结合国内外超临界技术发展的最新状况及趋势,对神华河曲2×350MW超临界循环流化床燃煤机组热经济指标的优化进行探讨,提出达到国内同类型机组一流热经济指标的几种可行性技术措施｡原THA汽机热耗为8020kJ/kW˙h,通过一系列综合技术措施,对于半干法脱硫方案,汽轮机保证工况热耗率减少87.86kJ/kW˙h,到7932.14kJ/kW˙h,发电煤耗优化302.69g/kW˙h,根据电气专业提供的6.23%厂用电率,计算供电标煤耗为322.80g/kW˙h｡对于湿法脱硫方案,汽轮机保证工况热耗率减少126.86kJ/kW˙h,到7893.14kJ/kW˙h,发电煤耗优化301.2g/kW˙h,根据电气专业提供的6.45%厂用电率,计算供电标煤耗为321.97g/kW˙h｡
1工程概况工程
属新建性质,建设规模为2×350MW凝汽式超临界汽轮发电机组,冷却方式采用表面式间接空冷,锅炉采用循环流化床锅炉｡
2热经济性指标定义
按照《大中型火力发电厂设计规范GB50660-2011》标准,火力发电厂的热经济性指标是用全厂发电热效率ηfn或发电标准煤耗率bfn来评价的:
ηfn=ηqnηglηgd×105
ηfn—机组设计发电热效率(%);ηqn—汽轮发电机热效率(%);
ηgl—锅炉效率,取用锅炉设备技术协议中明确的锅炉效率保证值(按低位热值效率)(%);
ηgd—管道效率(%),取99%;
全厂热效率ηfn和供电标准煤耗率bfn指标之间的关系如下:
3汽轮机热耗率
本工程汽轮机THA工况热耗为8020kJ/kW˙h｡
4锅炉热效率
本工程锅炉效率90.44%,此效率为循环流化床锅炉排红渣条件下效率,即冷渣器热量回收(排冷渣)不考虑到锅炉效率中｡
5热力系统优化
5.1主汽､再热系统压降优化
为了降低主蒸汽系统､再热系统的压降,采取以下措施:①合理的选择主蒸汽及再热蒸汽系统的管道规格;②优化布置,缩短主蒸汽､再热热段､再热冷段管道长度;③采用内径管道,选择合适的管道粗糙度;④在主蒸汽管道上不装设流量测量喷嘴,在锅炉两级过热器之间设置流量测量装置测量主汽流量,降低主蒸汽管道压降;⑤优化选用Y型三通､弯管,以降低局部阻力｡通过对主要管道的压降优化,在THA工况下,主蒸汽管道的压降为0.586MPa,为汽轮机额定进汽压力(24.2MPa(a))的2.42%;再热系统的压降为0.384MPa,为汽轮机高压缸排汽压力(4.429MPa(a))的8.67%,均满足现行《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)｡相应汽机热耗率可降低约5.4kJ/kW˙h,节省标煤耗约0.18g/kW˙h;整个再热系统的总压降由10%优化至8.67%后,汽机热耗率可降低约7.46kJ/kW˙h,节省标煤耗约0.25g/kW˙h｡主汽､再热系统管道优化总共可降低汽机热耗12.86kJ/kW˙h,节省标煤耗0.43g/kW˙h。
5.2回热系统优化
5.2.1增设3号高加外置蒸汽冷却器
由于三段抽汽过热度比较高,在省煤器入口增设一50%给水通流量的3号高加外置蒸汽冷却器,用三段抽汽先加热进入省煤器入口的高压给水,然后蒸汽再进入3号高加继续加热给水,最终提高进入锅炉的给水温度,提高机组热效率｡
经和汽机厂初步配合,各负荷下给水温度约提高4.1℃,经锅炉厂初步核算,由于给水参数变化不大,对锅炉安全性没有影响｡经济性方面,汽机热耗减少约19kJ/kW˙h｡单台机组发电标煤耗减少约0.65g/kW˙h｡
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