Vol.27No.6 第27卷第6期河北电力技术 Dec.2008 HEBEIELECTRICPOWER 2008年12月
火电厂锅炉底渣干排放技术改造优势及效益分析
AdvantagesandBenefitAnalysisonBoilerBottomResidue
DryDischargingTechnologyinThermalPowerPlant
郄彦明,林新田
(华能上安电厂,石家庄 050310)
摘要:介绍华能上安电厂“W”型火焰锅炉底渣排放改造后干排渣系统工艺流程,指出设备改造的技术优势,分析改造后的经济和社会效益,表明干排渣系统具有节水节电、减少排放等特点,可以大力推广应用。
关键词:锅炉底渣;干排渣系统;技术优势;节能减排
Abstract:Thispaperintroducestechnicsprocessofdrydis2chargingsystemafterreformationof“W”typeflameboilerbottomresidueinHuanengShang’anPowerPlant,pointsoutthetechnologyadvantagesofdevicereformation,analyzetheeconomyandsocietybenefitafterreformation.Thedrydis2chargingsystemhavethecharacteristicsofwatersaving,powersaving,andlowletting.Keywords:boilerbottomresidue;drydischargetechnology;technologyadvantage;energyconsumptionandemissionre2ducing
锅炉效率影响较小,其节水、节电效果明显,干渣综合
利用和减少污染物排放的社会效益显著。
1 设备简介
华能上安电厂现有装机容量2500MW,是目前河北省南部电网装机最大的火电厂。一期工程为2台350MW机组(1号、2号机组),配备2台由加拿大Babcock&Wilcox公司制造的亚临界压力、一次中间再热“、W”型火焰固态排渣、自然循环辐射式锅炉。
改造前的锅炉底渣排放系统为2台锅炉公用渣浆输送系统的水力除渣系统。每台锅炉设3套渣井、3台碎渣机及配套水力冲渣设备,底渣经排灰管路将渣浆排入公用灰前池,然后通过2组灰浆泵将渣浆经2条排渣管线输送至厂外贮灰场。
改造后的干式排渣系统主要由干排渣主设备、集中输送系统、储渣仓及卸料系统、电气与控制系统四部分组成,工艺流程见图1。
中图分类号:TK223.2文献标志码:B
文章编号:1001298(2008)0620005203
寻求节电、节水的灰、渣处理新技术,一直是国内外电力企业技术改造的方向。采用气力输送进行锅炉排灰处理以取代水力冲灰技术,20世纪80年代在国外广泛应用,90年代开始在国内推广应用,但配套的锅炉除渣技术一直沿用水力排渣。90年代,国外开始推广应用干式排渣技术,但是由于知识产权保护和垄断导致的高昂价格,影响了该技术在国内的推广应用,21世纪初,作为重点科技攻关项目,北京电力建设研究院(北京国电富通公司)开始进行干排渣系统的关键技术研究工作。
华能上安电厂2004年底开始和北京国电富通公司合作,研发、设计了满足“W”型火焰锅炉的大容量干式排渣系统。2006年11月,首先完成了1号锅炉排渣系统的改造工作,2007年6月该系统又在2号锅炉进行了推广应用。运行后试验数据表明,该技术对
图1 干排渣系统工艺流程
高温热炉渣经过炉底排渣装置落到钢带输渣机的输送带上,在锅炉负压作用下,钢带输渣机箱体外侧风门进入一定量冷空气,热炉渣在输送钢带上低速移动,并逐渐燃烧冷却,低温灰渣进入随后的碎渣机,炉渣在输渣机出口经碎渣机破碎后,进入中间渣斗储存,然后通过集中输送系统将炉渣送至储渣仓储存,集中到储渣仓的炉渣通过卸料机构定期装车运走。
2 技术改造的优势
华能上安电厂底渣排放技术改造项目,开创了
收稿日期:2008210210
作者简介:郄彦明(1961-),男,教授级高级工程师,主要从事火电厂生产管理工作。
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大容量干排渣系统在“W”型火焰锅炉的应用先例。该项目完成多个技术创新:首次针对“W”型火焰锅炉的燃烧特性进行设计,通过检测钢带机头部进风温度,调整钢带机主风门开度,实现了对炉底进风量的有效控制,彻底解决了干式排渣系统冷却风对“W”型火焰锅炉效率影响问题;创造性地解决了锅炉大渣及大焦块对钢带输送机的冲击问题,并可对大焦块进行预冷却和预破碎;实现了锅炉底渣大容量、大倾角、超长距离输送;在辅助冷却系统中,研究应用了水雾帘系统和带冷却功能的斗提电机两项专利成果;高温碎渣机的国产化研究和应用,彻底解决了进口设备存在的不耐磨、碎渣效果不好和容量小的问题。
2.1 提高系统可靠性
污染,有时装车时会有少量用水,上述两项年用水量约5万t,改造前的水力除渣系统年耗水量约460万t,实际年节约用水455万t,按照水市场价1元/t计
算,年度节约费用455万元。3.1.2 节电效益
改造前的水力除渣系统2台锅炉公用灰浆泵等设备,改造后每台机组单独设置干排渣系统。根据2007年华能上安电厂机组负荷率计算,年利用小时
为5550h,机组平均运行小时为7624h,折合317.7d。改造前后用电负荷表及电能量测算,见表1、表2。
表1 改造前2台350MW机组水力除渣系统用电负荷表设备名称碎渣机灰浆泵高压水泵低压水泵补水泵轴封密封泵
容量/kW安装台数/台工作台数/台
185185180307530
6322
632211
工作性质间断①间断②间断②连续连续间断②
锅炉结焦时,由液压碎渣机拦截,待燃烧充分后完成初破碎,有效防止下部设备遭到破坏,且不会出现湿排渣系统的爆炸现象,更不会出现人工处理结焦导致的人身伤害。2.2 保障锅炉效率 注:①24h内工作3h;②24h内工作11h。
由西安热工研究院完成的干式排渣系统对锅炉效率影响的试验结果表明,炉底冷却风入炉温度正常,1号炉底冷却风量约占入炉总风量的1.4%,超过入炉总风量1%的设计值;推广应用的2号炉底冷却风量约占入炉总风量的0.98%,达到炉底进风量小于等于入炉总风量1%的设计值。
目前,1号、2号锅炉入炉风温度分别约为355℃和358℃,经测算通过干式排渣系统进入炉内风量会分别减少1号锅炉效率的0.05%;增加2号锅炉效率的0.0134%。对2号锅炉效率影响试验完成后,又对优化调整后的1号锅炉进行了试验,结果表明锅炉效率增加了0.0122%。可见,干式排渣系统的运行对锅炉效率影响较小,对锅炉运行的影响可忽略。
表2 改造后2台350MW机组干式排渣系统用电负荷表
设备名称钢带输渣机清扫链电机碎渣机电机斗提电机液压泵站电机渣仓卸料机构
容量/kW安装台数/台工作台数/台
152.218.5444
222442
222222
工作性质连续连续连续连续间断①间断①
注:①24h内工作3h。
由表1、表2计算可得,改造前系统年用电量为538.98万kWh,改造后系统年用电量为62.07万kWh,改造前后年节约用电量为476.91万kWh,按
照电价0.35元/kWh计算,年节约电费167万元。3.1.3 降低检修维护成本
在改造前的水力除渣系统中,因为灰浆磨损造成灰浆泵、灰渣输送管道等设备维修费用较高,改造后的维修费用主要为常规机械设备的更换费用。改造前后检修维护费用对比见表3。
表3 2台锅炉底渣排放系统改造前后检修维护费用 万元
系统
改造前的水力除渣系统
检修维护项目公用系统大修费泵维护费阀门检修及维护刮板机板链更换
改造后的干式除渣系统
刮板机头、尾轮更换斗提机头轮更换斗提机连斗更换
费用费用合计
201062.20.80.84.2
836
3 改造效益分析
3.1 经济效益
经济效益研究按照电厂每台350MW机组年
利用小时为5550h计算。3.1.1 节水效益为防止炉底排渣装置临时关闭时,炉渣在渣井墙壁上结焦造成局部高温,在改造后的干式排渣系统中,在渣井装备了水冷却装置,以备在非正常情况下投运降温。
另外,为了保证底渣外运过程中不会产生环境・6・
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由表3可计算得出,年节省检修维护费用为28万元。3.1.4 经济效益计算根据以上的分析,锅炉底渣排放系统改为干式排渣后,年度节约费用=455万元+167万元+28万元=650万元。
2台机组前后共投资2250万元,考虑机会成本,按照存款年息3.6%计算,计算可得投资回收期n≈4。因此,该项目4年可收回成本,经济效益显著。3.2 社会效益
成的环境污染,并且减轻了贮灰厂的压力,延长了其
使用年限。因此,从改善环境角度分析,具有明显的社会效益。
4 结论
a.大容量干式排渣系统关键技术的研究与成
功应用,满足了国内电力企业燃煤机组容量大型化、煤质复杂化的要求,能够替代现有水力排渣系统,对节水节电,提高灰渣综合利用价值,减少污染具有现实的经济效益和社会效益。
b.大容量干式排渣系统关键技术的成功研发及其关键设备的研制填补了国内空白,并处于国际领先。它对带动我国电力行业干式排渣系统的技术发展,促进干式排渣系统在大容量燃煤机组的推广应用具有重要的作用和意义。
参考文献:[1] 张华兰.干式排渣系统的应用优势[J].中国科技信息,2007,
(10):48249,51.
锅炉底渣排放到钢带输渣机后,冷空气吸收炉
渣湿热与可燃物再次燃烧,使得底渣燃烧充分,未燃尽碳含量低;钢带输渣机排出的渣为干渣,干渣中的氧化钙未被破坏,可直接用于建筑材料,如铺路、造砖、水泥添加剂等,华能上安电厂2台350MW机组年出渣量约20万t,比水力除渣有更高的综合利用价值。
采用干式排渣系统后,每年可减少大量的污水和炉底渣污染物的排放,从而减少了污染物排放造(上接第2页)输出功率的可调范围。本文责任编辑:齐胜涛
该汽轮机工况图见图2,根据机组实际运行情况,取锅炉最低稳燃负荷流量(即汽轮机的最小进汽流量)为500t/h。
Ⅱ
机最小凝汽量(Dmin=90t/h)线的交点可以得出汽轮机最小输出功率为159.8MW。 通过现场热力试验进行修正,其结果为:当De为100t/h时,发电机功率可在141.2～316.8MW
之间调整;当De为500t/h时,发电机功率可在162.3～246.1MW之间调整。
5 结束语
综上所述,文中提出的方法能够根据工况图从理论上确定一次调节抽汽式供热汽轮机的调峰特性,同时结合供热式汽轮机的实际运行状况,经过修正最终得出合理的、可行的一次调节抽汽式供热汽轮机的调峰运行方式。为电网中供热式汽轮机在不影响热用户的前提下参与电网调峰打下了基础。特
图2 某热电厂汽轮机工况图
当De为100t/h时,根据该抽汽流量线与汽轮
机最大进汽量线的交点可以得出汽轮机最大输出功率为317.3MW,根据该抽汽流量线与汽轮机最小进汽量线的交点可以得出汽轮机最小输出功率为136.8MW;当De为500t/h时,根据该抽汽流量线与汽轮机最大进汽量线的交点可以得出汽轮机最大输出功率为246.9MW,根据该抽汽流量线与汽轮
别是随着大容量供热式汽轮机组在电网中所占比重的日益增大、电网仍然缺乏调峰能力以及存在电力缺口的情况下,该方法具有较高的工程应用价值。
参考文献:
[1] 魏 豪,雷学丽,李晓宇,等.国产200MW供热机组供热调峰
能力的试验研究[J].吉林电力,2004,(1):19220.
[2] 翦天聪.汽轮机原理[M].北京:水利电力出版社,1992.
本文责任编辑:王洪娟
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