，

(1.河北華電石家莊裕華熱電有限公司 發(fā)電運(yùn)行部，河北 石家莊 051430；2.河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 工藝部，河北 石家莊 050031)

某國(guó)產(chǎn)300 MW機(jī)組暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)改造熱經(jīng)濟(jì)性分析

閆麗濤1，史志杰2

(1.河北華電石家莊裕華熱電有限公司 發(fā)電運(yùn)行部，河北 石家莊 051430；2.河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 工藝部，河北 石家莊 050031)

某國(guó)產(chǎn)300 MW機(jī)組暖風(fēng)器疏水回收方案為“暖風(fēng)器—疏水泵—除氧器”，運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生暖風(fēng)器開裂、泄漏；疏水泵汽蝕；疏水無法正?；厥盏裙收稀榱私鉀Q此問題，建議采用“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方案。利用等效熱降理論對(duì)兩種方案進(jìn)行了熱經(jīng)濟(jì)性比較，并給出詳細(xì)的計(jì)算過程。最終得出“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方案系統(tǒng)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好。

暖風(fēng)器疏水；疏水泵—除氧器；疏水器—凝汽器；等效熱降；熱經(jīng)濟(jì)性比較

目前暖風(fēng)器疏水回收在實(shí)際應(yīng)用上存在很多問題，對(duì)電廠的設(shè)備投入率，補(bǔ)給水率，廠用電率等指標(biāo)均會(huì)產(chǎn)生影響。特別是疏水系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障，會(huì)造成大量的水資源和熱量的浪費(fèi)。同時(shí)，疏水系統(tǒng)出現(xiàn)問題還將波及暖風(fēng)器本體，使暖風(fēng)器疏水不暢導(dǎo)致汽水共存，造成暖風(fēng)器內(nèi)部水擊撞管產(chǎn)生振動(dòng)及腐蝕，引起暖風(fēng)器開裂、泄漏[1-2]。目前大部分電廠暖風(fēng)器疏水回收方式主要有兩種：一，高壓疏水，用疏水泵打至除氧器；二，低壓疏水，加裝自由浮球式疏水器，疏至凝汽器[3-5]。兩種方式均能實(shí)現(xiàn)水資源的回收，水的數(shù)量上是相同的，主要區(qū)別在于水熱量回收的不同位置對(duì)汽輪機(jī)做功造成的影響。理論上講，疏水回收到高壓場(chǎng)合可以回收一部分功，回收到低壓場(chǎng)合基本上沒有功的回收。然而回收到高壓場(chǎng)合的方案中問題較多，以某300 MW機(jī)組為例，疏水箱水位檢測(cè)故障及疏水泵耗電量、疏水泵汽蝕問題，復(fù)雜的控制邏輯系統(tǒng)，設(shè)備的維護(hù)和檢修等等，其弊遠(yuǎn)大于利。本文應(yīng)用等效熱降理論[6]，對(duì)該機(jī)組暖風(fēng)器不同疏水回收方式進(jìn)行詳細(xì)的熱經(jīng)濟(jì)性比較，并從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度得出該機(jī)組暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)采用“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，經(jīng)濟(jì)性較好。

1 機(jī)組情況

某國(guó)產(chǎn)300 MW機(jī)組，鍋爐為上海鍋爐廠制造，亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、半露天布置、全鋼構(gòu)架的∏型汽包爐。在一次風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)入口處均設(shè)有暖風(fēng)器。暖風(fēng)器疏水通過暖風(fēng)器疏水箱，疏水泵打至除氧器。暖風(fēng)器自2011年投運(yùn)后，經(jīng)常因疏水不暢，導(dǎo)致暖風(fēng)器疏水管道振動(dòng)，泄漏，泄漏的蒸汽進(jìn)入空預(yù)器，加劇了堵灰、腐蝕，造成空預(yù)器漏風(fēng)率高，一、二次風(fēng)溫低，經(jīng)常需要停運(yùn)暖風(fēng)器進(jìn)行堵漏工作。暖風(fēng)器疏水泵常發(fā)生汽蝕，出力不足，檢修維護(hù)工作量很大，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過與國(guó)內(nèi)類似機(jī)組進(jìn)行交流，建議采用“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”改造方案，該改造工程技術(shù)比較成熟。

2 兩種方案熱經(jīng)濟(jì)性分析

基于等效熱降理論[6]，以額定工況為例，整理數(shù)據(jù)如表1(數(shù)據(jù)來源于該廠的熱力計(jì)算書)。

表1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2.1 各級(jí)抽汽效率的計(jì)算

電廠的回?zé)嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)已定，因此回?zé)嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)矩陣如下

對(duì)本廠機(jī)組額定采暖抽汽工況的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，采用計(jì)算工具M(jìn)ATLAB6.5，計(jì)算各級(jí)抽汽效率結(jié)果如下

2.2 各級(jí)抽汽等效熱降的計(jì)算

由等效熱降理論可得出各抽汽段等效熱降(包括新蒸汽)，具體如下

(1)

對(duì)該廠300 MW機(jī)組，各級(jí)抽汽等效熱降計(jì)算如下

對(duì)該廠機(jī)組額定工況的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，利用計(jì)算工具M(jìn)ATLAB6.5，得出各級(jí)抽汽等效熱降如下

其中H0即為新蒸汽的等效熱降。

2.3 疏水不同回收方式回收功的計(jì)算

(1)暖風(fēng)器—疏水泵—除氧器方案

暖風(fēng)器疏水回收至第j號(hào)加熱器，相對(duì)于1 kg燃料可回收功

(2)

該廠疏水回收至高壓除氧器，相當(dāng)于熱水?dāng)y帶熱量從主凝結(jié)水管路進(jìn)4號(hào)加熱器系統(tǒng)。裝置經(jīng)濟(jì)性提高

(3)

由各熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)間的變化關(guān)系可知，δb=δηi=0.068 7g/kW·h

(2)暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器方案

暖風(fēng)器疏水回收至凝汽器，相對(duì)于1 kg燃料可回收功。

ΔH=0 kJ/kg

(4)

2.4 疏水泵耗功對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

(1)暖風(fēng)器—疏水泵—除氧器方案

由該廠實(shí)際所作試驗(yàn)，暖風(fēng)器疏水泵間斷運(yùn)行1 h耗電量為8 kW·h。

即此耗電量引起的機(jī)組等效熱降的變化為

ΔH=ΔE=8×0.36=2.88 kJ/kg

(5)

裝置經(jīng)濟(jì)性降低。

(6)

由各熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)間的變化關(guān)系可知，δb=δηi=0.2704 g/kW·h

(2)暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器方案

暖風(fēng)器疏水不需要疏水泵直接通過疏水器進(jìn)入凝汽器。

ΔH=0 kJ/kg

(7)

對(duì)以上計(jì)算結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，如表2所示。

表2 兩種方案的經(jīng)濟(jì)性計(jì)算結(jié)果比較

由表2可以看出，“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方案與“暖風(fēng)器—疏水泵—除氧器”方案相比，對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的實(shí)際影響是升高，平均發(fā)一度電使機(jī)組煤耗降低0.201 7 g/kW·h。

每年暖風(fēng)器投用時(shí)間按151天(每年11月1日至第二年3月31日)計(jì)算，其中供熱期120天，非供熱期31天，按照供熱期每天一臺(tái)機(jī)組的發(fā)電量440 MW·h，非供熱期420 MW·h計(jì)算，煤價(jià)按760元/t，則一年節(jié)約費(fèi)用:

(120×440×1000+31×420×1000)×0.2017/1000/1000×760=10 089.679元

另外，無論采用“暖風(fēng)器—疏水泵—除氧器”方案還是“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方案均能達(dá)到暖風(fēng)器疏水量的回收。在這一點(diǎn)上兩者是相同的。

采用“暖風(fēng)器—疏水泵—除氧器”方式，容易產(chǎn)生疏水泵的汽蝕，需要設(shè)置低位水箱，水位變送器，控制單元及回路，疏水泵，電機(jī)，配電開關(guān)，再循環(huán)調(diào)節(jié)閥[8-9]等等，總投資大約30萬元。而“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方式只需要一個(gè)疏水器和幾個(gè)手動(dòng)門，總投資約6萬元，且運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活，只需依據(jù)風(fēng)溫要求調(diào)節(jié)暖風(fēng)器的進(jìn)汽量，疏水器能自動(dòng)調(diào)節(jié)疏水流量，不需要運(yùn)行人員對(duì)疏水系統(tǒng)做任何調(diào)節(jié)，啟停時(shí)盡量做到不影響真空，切換幾個(gè)手動(dòng)門時(shí)要按照相應(yīng)的運(yùn)行規(guī)程(類似于小機(jī)密封水回收由地溝倒至凝汽器的方式)不需要任何外力驅(qū)動(dòng)，節(jié)約了能源。

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本分析得出，改造后影響的機(jī)組煤耗方面每年節(jié)約1萬元，除此之外，加上每年的維護(hù)費(fèi)用，耗費(fèi)的人力，物力折合下來將近1萬元，而改造投資需要6萬元，2～3年即可回收成本[10]。

3 結(jié)論

(1)本文利用等效熱降理論對(duì)暖風(fēng)器不同疏水回收方式進(jìn)行了熱經(jīng)濟(jì)性比較，計(jì)算分析得出，“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方案較經(jīng)濟(jì)，與“暖風(fēng)器—疏水泵—除氧器”方案相比，平均發(fā)一度電使機(jī)組煤耗降低0.201 7 g/kW·h。

(2)從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度可以看出，“暖風(fēng)器—疏水器—凝汽器”方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，投資少，調(diào)節(jié)靈活，改造具有一定的可行性。

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HeatEconomyAnalysisonRetrofitofDrainageSystemofSteamAirHeaterina300MWFossil-firedPowerPlant

YAN Li-tao1, SHI Zhi-jie2

(1.Hebei Shi Jiazhuang Yuhua Thermal-electrical Power Plant Co.Ltd, Institute of Electric Power Generation, Shijiazhuang 051430,China;2.Hebei Electric Power Design&research Institute, Institute of Procrssing Set-up, Shijiazhuang 050031,China)

Drainage system of steam air heater in a 300 MW fossil-fired power plant is of “drain pump-deaerator”scheme, in which, crack and leakage of steam air heater, drain pump cavatation, and unusual drainage recovery faults frequently occur. To solve the problem, drainage system of steam air heater is retrofitted by employing “drain trap-condensor”scheme. Based on the equivatent heat drop, heat economy comparsion for the two schemes is obtained, with detailed calculation. Finally, combination with technical economy, it proves that “drain trap-condensor”scheme is simple and has better economy efficiency.

drainage system of steam air heater;drain pump-deaerator;drain trap-condensor; Equivatent heat drop;heat economy comparsion

2013-06-22修訂稿日期2013-09-15

閆麗濤(1984～),女,碩士,工程師，主要從事發(fā)電廠運(yùn)行工作。

TK212:TM621.4

A

1002-6339 (2014) 02-0182-03