汽轮机冷端优化治理的几种方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,四 基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术,汽轮机冷端优化治理的几种方法,五小功率循环水泵优化改造方法,二,汽轮机,冷端系统存在的问题,三,已经开展的机组,冷端治理工作,一 汽轮机,冷端系统的重要性,六 空冷与湿冷联合冷却方式,八 空冷机组高背压余热利用,七,尖峰冷却的两种型式,九 几点结论与建议,1,汽轮机优化治理工作,“优化两端，改造中间，消除缺陷，完善系统”,2,机组的真空每变化,1KPa,，,对煤耗的影响如下表：,大唐集团火电装机容量近,9,千万千瓦，发电量约,4500,亿度，若按集团公司真空平均提高,0.5KPa,平均影响煤耗,1,g/kWh,估算，则年可节约标准煤,45,万吨，折合人民币约,2,亿元。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,一 汽轮机,冷端系统的重要性,项目,单位,200MW,湿冷,300MW,亚临界,600MW,亚临界,600MW,超临界,600MW,空冷,煤耗变化,g/kWh,3.8,3.2,3.4,2.3,1.08,1,目前集团装机数量最多为,300MW,和,600MW,亚临界湿冷机组，约有一半多是亚临界,300MW,和,600MW,机组。,2,大唐集团,300MW,和,600MW,亚临界湿冷机组近两年平均值。,3,机组冷端在,真空、端差、过冷度等指标方面,还存在一定差距；在,凝汽器换热、循环水泵电耗、水塔散热等方面,还有许多工作可做。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,二,汽轮机,冷端系统存在的问题,300MW,亚临界,600MW,亚临界,真空度,真空严密性,真空度,真空严密性,2013,年,94.26%,59KPa/min,93.85%,122KPa/min,2014,年,94.17%,151KPa/min,94.1%,107KPa/min,电力工业几十年的发展，汽轮机的冷端优化和治理工作归纳起来，有如下方面诸多工作：,1,机组真空系统漏泄治理方面,打压法找漏、,氦质谱检漏、,超声波检漏、,凝汽器高位上水找漏、,真空泵工作液深度冷却技术、,高效水环真空泵技术。,其他（发耳）,汽轮机冷端优化治理的几种方法,三,机组,冷端治理工作综述,2,增强凝汽器换热、治理端差方面,凝汽器管束布置优化,强化冷却管传热,低压缸排汽导流板（七台河）,凝汽器补水喷淋装置（乌沙山、景泰）,胶球清洗系统改造,循环水新型阻垢剂的应用,旋转二次滤网,高压水冲洗技术。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,三,机组,冷端治理工作综述,3,冷端运行优化方面,基于最低能量消耗（基于收益最大化）的循环水泵运行方式,双背压凝汽器抽气系统优化技术,循环水泵的出水母管连接改造,基于负荷和环境温度的循环水泵运行优化技术,双机单塔技术（武安）,开式循环水深水冷却技术（吕四港改造）,汽轮机冷端优化治理的几种方法,三,已经开展的机组,冷端治理工作,4,降低循环水泵厂用电方面,循环水泵高效叶轮技术、,循环水泵降低出力技术、,循环水泵双速电动机技术、,高压变频技术（阳城、佳木斯）,汽轮机冷端优化治理的几种方法,三,已经开展的机组,冷端治理工作,5,冷水塔与空冷岛方面,冷却塔配水和填料改造,旋转式喷溅装置,湿冷塔风水匹配强化传热技术,空冷岛的喷淋冷却技术,空冷岛除灰清洗装置,空冷岛冬季防冻监控系统（塔山）,空冷三角形散热器加装导流板,湿冷塔蒸汽强化散热技术（国外）,湿冷塔蒸汽回收节水技术（国外）,汽轮机冷端优化治理的几种方法,三,已经开展的机组,冷端治理工作,6,目前主要工作方向,基于,提高机组效率、降低厂用电方面,所进行的工作。大多数都已经实施，且有较好的工程业绩和效果。,7,低温冷端治理趋势,冷端,精细化优化、改造与管理,;,机组低位热能利用,。（如吸收式热泵回收技术、大温差供热技术、低真空循环水供热、空冷机组高背压供热、双背压双转子技术、,3S,离合背压供热技术等。后三者实际也是一种供热技术。）,汽轮机冷端优化治理的几种方法,三 已经开展的机组,冷端治理工作,1,吸收式热泵的两种改造模式,汽轮机,101,、凝汽器,102,、循环水泵,103,、冷却塔,104,、,汽轮机冷端优化治理的几种方法,四 基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术,热泵并联于凝汽器出口的循环水管道,串联热泵后面增加升压泵,2,基于热泵改造方式的冷端优化,汽轮机,101,、凝汽器,102,、循环水泵,103,、冷却塔,104,、,汽轮机冷端优化治理的几种方法,四 基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术,（,1,）机组启动时的冷却方式,（,2,）机组低负荷或环境温度较低时冷却,3,多台机组运行时的优化冷却方法,汽轮机,101,、凝汽器,102,、循环水泵,103,、冷却塔,104,、,汽轮机冷端优化治理的几种方法,四 基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术,4,结论与建议,基于热泵余热回收系统的热电厂冷端优化运行方式，,不需要进行再投资，调节灵活,，将热泵系统改造后的升压泵及其系统，应用于电厂的正常运行时的机组冷却，在满足不同季节的环境温度和负荷变化机组冷却需要的前提下，,有效的节省了厂用电的消耗,。该方法将以往的电厂循环冷却系统与改造后的热泵余热回收系统，进行合理的选择和组合，实为发电厂领域进行深度节能挖潜一种新的方式和方法,。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,四 基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术,1,小功率循环水泵优化改造,A,改造方式,按照吸收式热泵优化运行方式，对于没有进行第二种方式热泵改造的机组，可以通过,在循环水系统增加并列运行的小功率循环水泵，来实现机组冷端运行的优化和改造,。,其效益评估需要基于电厂机组的负荷分布、启动次数、平均环境温度、机组的真空状态以及投资来综合考虑。,B,运行方式,在机组启动初期，运行约,4-6,个小时，,3500KWH/,次；,在机组停运时，运行约,2-4,小时，,2100KWH/,次。,在冬季或机组低负荷，单独运行或与两台循环水泵高低速优化运行。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,五小功率循环水泵优化改造方法,C,小功率循环水泵优化改造示意图,汽轮机冷端优化治理的几种方法,五小功率循环水泵优化改造方法,2,利用循环水排水泵进行的优化改造实例,利用,循环水排水泵实现机组循环水系统充水、机组启动冷却和停机冷却。,由于在机组冷态启动时首先恢复的系统是循环水系统，然后才能恢复其余系统，待点火这段时间循环水泵只起着提供辅机冷却水的作用，电耗浪费较大。停机后循环水泵运行也只是提供一个冷却水的作用，同样存在电耗浪费大的问题。所以在机组启动和停机过程中，可以利用循环水排水泵实现机组循环水系统冷却。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,五小功率循环水泵优化改造方法,3,改造实例及效果,机组概况,林州,2,*,350MW,级机组，每台机组配置二台立式循环水泵，高速,/,低速流量分别为,20200/19000m3/h,，其配备的高,/,低速电机功率分别为,1900/1250kW,。循环水系统设置有两台排水泵，每台泵流量为,346m3/h,，扬程为,24m,，功率为,37KW,。,排水泵作用,循环水排水泵,作用是停机检修时放空进水流道中循环水,。,改造方式,改造方式是在循环水,排水泵出口母管增加一路去机组循环水泵出口母管，作为循环水系统注水和循环使用。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,五小功率循环水泵优化改造方法,3,改造实例及效果,运行方式,a,在机组启动初期，没有蒸汽进入凝汽器或者进入凝汽器的蒸汽很少时，启动两台循环水排水泵直接向循环水母管补水，启动开式水泵；同时利用循环水排水泵的压头，形成水循环，建立真空；当机组点火后再启动循环水泵。,b,当机组停运两小时后，开启排水泵往循环水母管注水门，启动两台排水泵，停运循环水泵，利用排水泵的压力使循环水管道内的循环水流动，代替大容量的循环水泵，达到冷却凝汽器排汽温度的目的。,改造效果,在机组启动时，循环水泵可以,晚启动约,4,小时,，从而节省厂用电量,5000KWh,以上，在机组停机时，循环水泵可以,少运行约,6-8,小时,，从而节省厂用电量,7500KWh,以上。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,五小功率循环水泵优化改造方法,1,优化改造原理,在有空冷机组和湿冷机组并列运行的电厂，利用空冷机组可以高背压运行的特点，利用空冷机组的间接循环冷却水或直接空冷乏汽系统加热临机湿冷机组的凝结水，从而实现两种冷却方式的优势互补，提高全厂经济效益，达到节能减排的目的。,2 THA,工况参数与效果,空冷机组和湿冷机组在额定工况下，湿冷机组全部凝结水温度由,32,上升到,50,，,热耗降低约,60KJ/KWh,，煤耗降低约,2.14g/kwh,；,空冷机组的排汽约有,44T/H,被冷却凝结为水，进入到空冷岛的乏汽从设计时的,1188T/H,降低为,1144T/H,，机组热耗降低,7KJ/KWh,机组煤耗降低,0.25g/kwh,。,TRL,工况下湿冷机组的热耗降低约,125KJ/KWh,，空冷机组的热耗降低,17KJ/KWh,，对应的煤耗降低值分别为,4.5g/kwh,和,0.6g/kwh,。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,六 空冷与湿冷联合冷却方式,3,小凝汽器式表面换热原则热力系统,(THA),汽轮机冷端优化治理的几种方法,六 空冷与湿冷联合冷却方式,4,小凝汽器式表面换热器示意图（托克托、韩城）,汽轮机冷端优化治理的几种方法,六 空冷与湿冷联合冷却方式,5,改造实例及效果,概况与方式,托克托电厂,5,号机组和,6,号机组分别为,600MW,湿冷机组和,600MW,直接空冷机组，改造是将前期湿冷机组凝结水送至后期空冷机组排汽装置，由空冷汽机低压缸排汽加热后再送回前期空冷机组,8,号低加入口。,由于凝结水温度提高，可增加湿冷机组发电量，提高经济效益；同时由于空冷机组空冷器凝汽量减少，相应背压可降低，发电热耗也可适当降低，从而减少发电煤耗。相应的提高机组经济效益。,该项目换热量约,20MW,空冷机组耗汽量约,40,t/h,，湿冷机组低加汽量减少约,35t/h,。,改造效果,在平均,80%,负荷的情况下，可降低煤耗,1.9g/KWh,，空冷机组煤耗降低约,0.1g/KWh,。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,六 空冷与湿冷联合冷却方式,7,混合式换热器实现空冷湿冷机组的联合冷却,将湿冷机组的凝结水全部引入到空冷机组的排汽处，然后通过混合式换热器实现湿冷机组的凝结水对空冷机组乏汽的冷却，加热后的凝结水返回到其温度对应的加热器前面。,该方式方法，由于没有换热器的端差，其冷却和换热效果较好,汽轮机冷端优化治理的几种方法,六 空冷与湿冷联合冷却方式,8,混合式空湿冷联合冷却原则性热力系统,汽轮机冷端优化治理的几种方法,七 空冷机组高背压余热利用,9,混合式空湿冷联合冷却效果,在额定工况下，湿冷机组凝结水温度由,34,上升到,55,，机组热耗降低约,81KJ/KWh,，煤耗降低约,2.89g/kwh,；空冷机组的排汽约有,56T/H,被冷却凝结为水，热耗降低约,10KJ/KWh,机组煤耗降低约,0.35g/kwh,。,对空冷机组,TRL,工况也进行了类似的热力计算，湿冷机组的热耗降低,137KJ/KWh,，空冷机组的热耗降低,16KJ/KWh,，对应的煤耗降低值分别为,4.87g/kwh,和,0.57g/kwh,。,汽轮机冷端优化治理的几种方法,七 空冷机组高背压余热利用,10,表面式和混合式空湿冷联合冷却效果汇总,汽轮机冷端优化治理的几种方法,七 空冷机组高背压余热利用,空冷机组额定工况混合换热器和表面换热器计算汇总：,空冷机组,TRL,工况混合换热器和表面换热器计算汇总：,空冷机组额定工况混合换热器和表面换热器计算汇总：,空冷机组,TRL,工况混合换热器和表面换热器计算汇总：,单位,THA,TRL,70%THA,全年实际工况,空冷真空降低,kPa,-1.3,-2.3,-1,-0.40,湿冷凝结水温升,21,21,21,18,空冷煤耗降低,g/kwh,1.4,3,1,0.4,湿冷煤耗降低