锅炉一次风稳燃提效项目研究

PAGE 1润电科学锅炉一次风稳燃提效项目研究华润电力技术研究院Published by CRP Technology Research Institute请在插入菜单页眉和页脚中修改此文本201020304项目背景项目技术方案可行性研究项目进展01PART项目背景PROFILEPAGE 4项目背景档位负荷率报价下限（元/kWh）报价上限（元/kWh）140%50%00.3230%40%0.30.5330%0.50.7第三十七条 鼓励发电企业通过重大技术改造等措施提高发电机组灵活性能和调峰能力，同等条件下优先调用参与有偿调峰为了获取调峰收益，进行锅炉稳燃改造非常必要！第十五条 发电机组可根据自身技术能力申报最低调峰下限，调峰下限不得高于机组初始额定容量的40%PAGE 5项目背景低负荷汽轮机热耗快速攀升，导致凝汽器冷端损失增加，机组供电煤耗大幅增加。根据有关试验数据超临界机组负荷从50%降至40%，机组煤耗增加大约15g/kWh。低负荷炉膛温度降低，为提高煤粉的燃尽性能，需提高炉膛氧量，造成锅炉排烟损失增加，锅炉效率下降。根据有关试验数据，锅炉50%负荷效率比额定负荷降低1个百分点。广义回热利用一部分做过功的蒸汽加热锅炉的进风和煤粉，回热的介质从单纯的给水拓展至风、煤，减少汽轮机排汽量，从而减少冷源损失，并改善煤粉的燃尽性能。低负荷节能02PART项目技术方案REVIEWPAGE 7技术路线磨煤机前加热提升空预器入口烟温加热空预器出口热一次一次风加热技术磨煤机后加热粉管混入高温风风粉管道外置加热PAGE 8技术现状-磨煤机前加热方案系统方案提高空预器入口烟气温度，或利用高温烟气/蒸汽加热空预器出口的热一次风，提升磨煤机入口一次风温度，从而提升一次风粉温度。项目效果提升制粉系统干燥出力，在应对高水分煤种磨煤机出口温度偏低方面起到一定作用；受磨煤机安全防爆要求限制，磨入口一次风温提升幅度有限，磨出口一次风粉温度提升更加有限。PAGE 9技术现状-磨煤机后加热方案系统方案利用汽轮机中压缸抽汽加热磨煤机后一次风粉，抽汽经放热后的疏水或回汽返回热力系统，吸热后的一次风粉进入锅炉燃烧。项目效果直接加热磨煤机后一次风粉，提升锅炉稳燃性能，且避免了磨煤机前一次风加热技术对磨煤机运行安全性的影响；利用低品质抽汽热源代替高品质燃煤加热一次风粉，实现热能的梯级利用，提升热能利用效率；因蒸汽换热特性及汽轮机抽汽量的限制等，一次风粉温度提升幅度20-30，稳燃及节能收益较少。PAGE 10本项目方案红色：导热油；黄色：蒸汽；蓝色：一次风粉增加设备及系统 蒸汽加热器：冷再蒸汽加热导热油 风粉加热器：导热油加热一次风粉 导热油循环系统：以导热油为中间介质，将抽汽热量用于加热磨煤机后一次风粉项目效果 提高一次风粉温度，降低锅炉最低稳燃负荷；提升燃料燃尽率与锅炉效率 利用低品质抽汽代替高品质燃煤加热一次风粉，实现广义回热节能03PART可行性研究REVIEWPAGE 12重点研究内容风粉换热装置的设计 风粉加热器设计 换热性能中试试验 耐磨性能中试试验风粉温度目标值 制粉系统安全性 燃烧系统安全性系统运行风险控制 导热油泄漏风险分析项目经济效益分析 系统参数优化 系统节能收益分析 项目投资分析0101040402020303研究内容PAGE 13风粉温度目标值研究煤粉自燃煤粉发生着火的风险温度在250左右，将一次风粉加热温度控制在200以内，不易发生煤粉着火着火距离一次风粉温度控制在200以内，不会明显改变着火距离进而烧损喷口设计规程直吹式制粉系统中，一次风粉温度存在90左右的提升空间目标值综合分析综合考虑理论研究、实践经验和设计规程，一次风粉温度目标定为170PAGE 14风粉温度目标值研究通过CFD数值模拟研究，一次风粉温度提升100：锅炉最低稳燃负荷下降7.1%飞灰含碳量下降0.9%PAGE 15风粉换热器设计研究板隙式风粉加热器应用FLUENT软件，进行换热器结构设计计算，优选出板隙式导热油风粉加热器结构换热面积大，热边界层薄，换热性能强配合导流段设置，内部流场良好，且采用耐磨材料制造，耐磨性能好流场良好，系统阻力低PAGE 16风粉换热器设计研究与浙江大学合作进行风粉加热器换热性能中试试验，结果显示加热器换热性能良好，可在10米长度内加热一次风粉温度90以上。理论计算风粉换热器磨损寿命达7年以上，与武汉材料保护研究所合作进行风粉加热器耐磨性能中试试验。PAGE 17导热油泄漏风险分析项目380#测定方法外观水白色透明，无悬浮物和沉淀目测酸值，mgKOH/g0.02GB/T264-83闪点（开口）230GB/T267-88自燃点 430GB/T267-88残炭（康氏）0.02GB/T268-87运动粘度（40）mm2/s30-32GB/T265-88水份（v/v）无GB/T260-77密度（20）g/cm30.86-0.87GB/T1884-92凝点，-35GB/T510-83灰份，0.02GB/T508-85铜片腐蚀（100.3hr）一级GB/T5096-85最高使用温度，360加热出口油温风粉加热器高Cr合金钢耐磨性可达普通钢材10倍以上，不易磨损；换热器设置导流段，换热器内部流场良好，风粉气流平行于换热器壁面，不易磨损；根据磨损速率：适当扩大换热器流通面积，降低风粉流速w，显著减轻磨损导热油泄漏后随一次风粉进入炉膛完全燃烧导热油换热系统常压运行，泄漏风险集中于风粉加热器PAGE 18项目经济效益分析风粉加热器风粉加热器高压缸高压缸磨煤机磨煤机除氧器除氧器蒸汽加热器蒸汽加热器油泵油泵80170212.42.0MPa329.82.081MPa240140系统参数优化计算：风粉加热器入口导热油温度选取240，出口导热油温度选取140温度，风粉加热器入口风温选取80温度，出口风温选取170温度，改造范围2台磨煤机16根粉管。PAGE 19项目经济效益分析广义回热节能（以登封#3机组为例）广义回热通过机炉耦合，减少凝汽器冷端损失锅炉燃烧改善（以登封#3机组为例）THA75%THA50%THA原运行氧量%2.43.65.1原飞灰含碳量%1.181.241.35改造后运行氧量%2.03.14.5改造后飞灰含碳量%0.80.70.6改造后q2降低%0.15改造后q4降低%0.17改造后炉效提升%0.32一次风温提升实现低氧运行与高燃尽率THA75%THA50%THA标煤量t/h176.7141.997.5一次风粉吸热kJ/s8452.38434.28501.9减少燃煤t/h1.0381.0361.044抽汽损失功率MW2.36662.27722.2105排挤四抽热量kJ/s612.66612.66871.96四抽节省功率MW0.17560.17050.2243原工况煤耗g/kWh294.49298.74309.51改造后工况煤耗g/kWh293.83297.88308.14煤耗降低g/kWh0.6570.8601.372PAGE 20项目经济效益分析序号项 目价格备注1蒸汽加热器80共1套2风粉换热器240共16套，每套15万3循环油路系统120包括油泵、储油罐、管路、阀门及导热油等4蒸汽管道、保温等50冷再蒸汽抽汽管道及保温，循环油路系统保温等5安装、试验及调试费等270工程静态投资760系统投资计算（以登封#3机组为例）PAGE 21项目经济效益分析以登封项目#3机组为例机组年运行小时数：5800h；标煤单价：600元/吨；THA:75%THA:50%THA=1:3:7成本广义回热收益调峰机组供电煤耗降低：0.7g/kWh年煤耗收益：148万元不投油最低稳燃负荷下降5%ECR，获取更多调峰收益，100-200万元/年项目投资760万元/机组仅考虑煤耗收益：项目投资静态回收期小于3年燃烧炉效提升0.3%，煤耗降低0.8 g/kWh年煤耗收益：175万元运行成本一次风机电耗20万元/年导热油系统运行20万元/年请批评指正！润电科学锅炉技术中心张平安 15271816615