孔德浩

(山東電力工程咨詢?cè)?山東濟(jì)南 250000)

某電廠高加外置蒸汽冷卻器設(shè)置的探討

孔德浩

(山東電力工程咨詢?cè)?山東濟(jì)南 250000)

本文結(jié)合某2×350MW火電機(jī)組工程設(shè)計(jì),對(duì)采用高加外置蒸汽冷卻器進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性探討,得出了比較結(jié)論。

蒸汽冷卻器 經(jīng)濟(jì)

某工程為350MW超臨界機(jī)組,三級(jí)抽汽溫度比較高,達(dá)到了476．8℃。為了提高機(jī)組的熱效率,在鍋爐省煤器入口增加外置式蒸汽冷卻器,進(jìn)一步提高了給水的溫度,經(jīng)過計(jì)算減小汽機(jī)熱耗18．6KJ/KWh,考慮鍋爐效率及管道效率相當(dāng)于節(jié)約發(fā)電標(biāo)煤0．474g/KWh,具有較高的節(jié)能效益。本工程采用100%流量的外置式蒸汽冷卻器配置方案,回收年限約7．3年。

1 工程概況

工程擬建設(shè)2×350MW超臨界燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組,鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐,單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、運(yùn)轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。汽輪機(jī)采用超臨界、一次中間再熱、單軸、兩缸兩排汽、抽汽凝汽式,配置350MW水氫氫汽輪發(fā)電機(jī)。

2 高加設(shè)置外置式蒸汽冷卻器必要性分析

該工程三級(jí)抽汽溫度達(dá)到476．8℃,其飽和溫度為217．61℃,蒸汽過熱度達(dá)到近260℃,而3號(hào)高加上端差為0℃,對(duì)于設(shè)置內(nèi)置式蒸汽冷卻段的高壓加熱器來說,很難進(jìn)一步降低上端差,因此可以考慮利用三級(jí)抽汽高的蒸汽過熱度,通過設(shè)置獨(dú)立的外置式蒸汽冷卻器,進(jìn)一步提高省煤器入口給水的溫度,提升機(jī)組的熱效率。

設(shè)置了外置式蒸汽冷卻器后,缺點(diǎn)是增加了給水的管道阻力,增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和初投資,需要通過比較來確定設(shè)置外置式蒸汽冷卻器方案的合理性。

2.1 未設(shè)外置式蒸汽冷卻器給水回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算

未設(shè)置外置式蒸汽冷卻器方案如圖1,給水回?zé)嵯到y(tǒng)按照常規(guī)布置,給水經(jīng)過1號(hào)高壓加熱器加熱后進(jìn)入鍋爐省煤器。（如表2．1）

2.2 設(shè)外置式蒸汽冷卻器給水回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算

表2.1 未設(shè)外置式蒸汽冷卻器給水系統(tǒng)計(jì)算數(shù)據(jù)

表2.2 設(shè)置外置式蒸汽冷卻器給水系統(tǒng)計(jì)算數(shù)據(jù)

表3

圖1

圖2

設(shè)置外置式蒸汽冷卻器方案如圖2所示,給水經(jīng)過1號(hào)高壓加熱器加熱后,進(jìn)入外置式蒸汽冷卻器,由具有較高過熱度的三級(jí)抽汽進(jìn)一步加熱給水,被加熱后的給水送入省煤器。這樣給水在進(jìn)入省煤器前,通過再熱后具有較高過熱度的三級(jí)抽汽把給水加熱到了一級(jí)抽汽無法加熱到的溫度,提升了機(jī)組的熱效率。

本文外置式加熱器的容量暫按設(shè)置全流量。經(jīng)過計(jì)算,全流量的外置式蒸汽冷卻器的外形比較大,水室基本與高加的水室尺寸相同,相當(dāng)于一個(gè)高壓加熱器的過熱蒸汽冷卻段,短而粗,而且造成初投資上升。加熱器廠建議部分流量通過外置式蒸汽冷卻器,冷卻器內(nèi)部自帶給水旁路,在出口之前匯合?？梢愿鶕?jù)溫升要求來計(jì)算旁通掉的流量多少。

本文暫按照100%的給水流量被加熱來計(jì)算。（如表2．2）

表4

2.3 設(shè)外置式蒸汽冷卻器經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

在設(shè)置外置式蒸汽冷卻器之前,汽機(jī)的熱耗為7681．6KJ/KWh,設(shè)置外置式蒸汽冷卻器后,汽機(jī)的熱耗將為7663．0KJ/KWh,熱耗減少了18．6KJ/KWh,考慮鍋爐效率、管道效率因素影響相當(dāng)于節(jié)約發(fā)電標(biāo)煤耗0．474g/KWh。經(jīng)過與加熱器廠家咨詢,設(shè)置外置式蒸汽冷卻器需增加初投資大約70萬元。本工程按照全年利用小時(shí)數(shù)5500小時(shí),標(biāo)煤價(jià)按照800元/t計(jì)算,每年可節(jié)約燃料費(fèi)用73．0642萬/年。

計(jì)算過程如下：

(1)機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)煤耗計(jì)算（見表3）

(2)機(jī)組收益對(duì)比（見表4）

(3)投資回收分析：

采用蒸汽冷卻器一臺(tái)機(jī)組每年可增收22．25萬元,但初投資全廠需增加105萬元。

經(jīng)濟(jì)性對(duì)比,采用用動(dòng)態(tài)投資回收期法計(jì)算出本方案與基準(zhǔn)方案投資差額的回收年限。設(shè)投資差額回收年限為n,則

n=1-log(1+i) (1－ΔU×i×(1+i)/ΔB)

式中：ΔU——與基準(zhǔn)相比投資增加的費(fèi)用(萬元);

ΔB——本方案帶來的收益(萬元);

i ——為年利率(%),本工程按6．55%。

則回收年限n=7．30年。

3 結(jié)語

設(shè)置外置式蒸汽冷卻器能夠提高鍋爐省煤器入口的溫度,提高機(jī)組的熱效率,降低汽機(jī)熱耗。根據(jù)汽機(jī)廠熱平衡圖,增加外置式蒸汽冷卻器后,汽機(jī)熱耗減少了18．6KJ/KWh,考慮鍋爐效率、管道效率因素影響相當(dāng)于節(jié)約發(fā)電標(biāo)煤耗0．474g/KWh,采用外置蒸汽冷卻器方案的初投資回收年限約7．3年,具有較好的節(jié)能效益。

[1]GB50660-2011《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》.