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常州亚太热电有限公司供热能力提升改造方案

发布时间:2014-10-13 发布人:朱建文
 

一、项目概况

热电厂主设备:220t/h高温高压锅炉2台,60MW单抽机组两台,供热压力0.98MPa,温度300℃。

存在问题:单台机组运行时,机组最大供热能力110t/h,而用汽量需求140t/h,尚有30t/h缺口。机组在同时发电供热情况下,发电量不能少于30MW,否则汽轮机尾部流量不足,影响安全运行。而发电量不少于30MW,就限制了供热量不能大于110t/h。

二、方案简述

基本思路:常言道,巧妇难为无米之炊。能量是守恒的。要获得更多的供热量,必须有来源。来源有二:一是牺牲发电量换取供热能力;二是从冷源损失中挖潜。这样不仅解决了供热能力不足的问题,而且还能收到突出的节能效果。简述如下:

参考改造系统图,如前所述,如果供热方式不改变,所有供汽量皆为汽机抽汽,那么机组受最小电负荷30MW的限制无法使供热量超过110t/h。本方案的思路是将新蒸汽(8.83MPa,535℃)分为两部分,其中一部分140t/h进汽轮机。从汽轮机图上查得,纯凝工况下发电量为33MW,中压缸进汽量119t/h,当抽汽量为60t/h时,发电量为25MW,中压缸进汽量为70t/h。可见机组供热量可在0-60t/h之间调节,机组可安全运行。另一部分新蒸汽(约74t/h,见下述)用于引射汽轮机排汽(4t/h)然后再经过喷水减温(12.4t/h),可达到供热能力90.4t/h,这样两者加起来使供热能力提升至150.4t/h,满足了供热要求。

供热量增加,导致系统补水量增加,会造成给水温度有所降低(约22.1℃),这个问题一是要靠锅炉的过负荷能力解决(一般汽机锅炉是有这点过负荷能力的),二是允许降低锅炉出力(约6t/h,由热平衡计算所得见下述)运行,即锅炉出力调整为214t/h,以下皆以此为计算条件。

汽汽引射器是我公司的专利产品,其工作原理是用高压蒸汽引射低压蒸汽,获得某一中间压力的蒸汽。在此,通过汽汽引射器用新蒸汽(74t/h)引射乏汽(4t/h),获得蒸汽量78t/h,其压力温度分别为1.01MPa,475℃。在汽汽引射器末端设有喷水减温装置,喷水量为12.4t/h,加上汽轮机最大60t/h的抽汽能力,这样可以使供热能力提升至150.4t/h,此时汽机进汽量为140t/h,中压缸进汽量约70t/h。理论发电量为25MW,如果供热量为140t/h,那么发电量还可以有所增加。

三、具体计算步骤

1、锅炉出汽能力:214t/h,由下述热平衡计算所得。

2、新蒸汽参数:8.83MPa,535℃,3475kj/kg。

3、供热参数1.01MPa,300℃,3050kj/kg(有余量)

4、汽轮机排汽参数:0.005MPa,32.4℃,2559kj/kg。

5、汽轮机进汽量取140t/h,发电量25MW,可保证安全稳定运行。

6、供热用新蒸汽量:214t/h-140t/h=74t/h。

7、汽汽引射器设计计算,由我公司独立编制的软件完成:需达到供热压力,用75t/h新蒸汽可引射4t/h排汽,获得1.01MPa,476℃,3428kj/kg蒸汽78t/h。

8、喷水减温量计算:给水158℃,667kj/kg,减温水量:

78×(3429-3050)/(3050-667)=79×15.8%=12.4t/h。

9、供热能力:78+12.4+60=150.4t/h。

10、给水温度下降值计算:补水量增加:150.4-110-4=36.4t/h(与110t/h供热状态比较)

补水温度:40℃。

设原给水温度170℃,则增加补水量后给水温度下降值为:36.4×(170-40)/214=22.1℃。

11、如果锅炉没有过负荷能力,则出力降低计算如下:

22.1×4.1868/(3475-40×4.1868))×220t/h=6.2t/h(取值6t/h)

      这就是上述锅炉出力以214t/h计算的由来。

四、方案实施及投资效益分析

参考改造系统图,连接汽汽引射器三条管径分别为:新蒸汽DN150,汽轮机排汽:DN700,出口供热管径DN350。系统上另需设置必要的阀门,压力、流量测量元件等。

投资预算:

汽汽引射器投资65万元。管道增设根据汽汽引射器的位置距离确定,约需100万元,总投资165万元。

由于回收乏汽4t/h,获得节能效益400万元/年以上,所有投资回收期约为5个月。

五、总结

由以上分析计算知:

1、改造后汽轮机进汽量超过140t/h,理论发电量25MW,其中中压缸进汽超过70t/h,能保证安全运行。

2、改造后锅炉出力完全能够满足供热需求。

3、改造后,不仅可以使供热+能力满足用户需求,而且由于减少冷源损失,节能效益400万元/年以上,投资回收期仅为5个月。

所以我们认为方案可行!

六、改造流程图

 

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