[毕业设计精品]电站锅炉低压省煤器节能原理及工程实例.doc
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1、电站锅炉低压省煤器节能原理及工程实例摘要:在电站锅炉空气预热器后的烟道内增设低压省煤器,是降低排烟温度和供电标准煤耗的有效措施。本文较全面论述了火电厂低压省煤器系统的节能原理、节能量计算、工程应用优势、及若干重要的运行特性。最后给出一个工程应用的实例。关键词:电厂节能;低压省煤器;排烟温度;标准煤耗0前言目前,国内一些电厂锅炉排烟温度偏高,造成锅炉运行效率降低,机组标准煤耗增加;此外,电厂若上脱硫系统,亦需要较大幅度降低排烟温度。从电厂技术改造角度,有多种方案可达到降低排烟温度的目的,在电厂的热系统中增设低压省煤器即是其中之一。已在国内几十家电厂的上百台机组上安装了这种低压省煤器的系统。但对于
2、低压省煤器降低排烟温度的合理性及其节能效果,尚有不少电厂热工人员存有质疑,以致影响了低压省煤器系统在电厂节能减排中的推广应用,有必要在理论上加以澄清。本文是以等效焓降理论为基础,结合作者在国内十余家电厂低压省煤器改造中所作方案比对的实际数据,对于低压省煤器系统的工作原理、标准煤节省量的计算、技术经济比较、方案比对论证、以及若干重要的运行特性作出一个全面的总结,最后给出一个工程应用的实例。1. 低压省煤器系统简介低压省煤器是利用锅炉排烟余热,节约能源的有效措施之一,并颇具特色。低压省煤器装在锅炉尾部,结构与一般省煤器相仿。图1 低压省煤器热系统示意图1-低压省煤器本体;2-进口集箱;3-进口阀门
3、;4-出口阀门;5-出口集箱;6-电调阀;7-流量计;8回热加热系统(低压部分)典型的低压省煤器的热力系统如图1所示。低压省煤器与主回水成并联布置,其进口水取自汽轮机的低压回热系统,低省的过水量、入口水温均可在运行中调节。进入低省的凝结水吸收锅炉排烟热量后,在除氧器入口与主凝结水汇合。这种热力系统,低省的给水跨过若干级加热器,利用级间压降克服低省本体及连接管路的流阻,不必增设水泵,提高了运行可靠性,同时也自然地实现了排烟余热的梯级利用。2低压省煤器节能理论及计算一般认为,把烟气余热输入回热系统中会排挤部分抽汽,导致热力循环效率降低;并且,排挤的部分抽汽会增加凝汽器的排汽使汽轮机真空有所降低。这
4、两点对于低压省煤器节能的疑问必须加以澄清。理论上,增设低压省煤器后,大量烟气余热进入回热系统,这是在没有增加锅炉燃料量的前提下,获得的额外热量,它以一定的效率转变为电功。这个新增功量要远大于排挤抽汽和汽机真空微降所引起的功量损失,所以机组经济性无例外都是提高的。21 发电煤耗节省量计算采用等效热降法进行热经济性分析1。将低压省煤器回收的排烟余热作为纯热量输入系统,而锅炉产生1kg新汽的能耗不变。在这个前提下,热系统所有排挤抽汽所增发的功率,都将使汽轮机的效率提高。相应1kg汽轮机新汽,其全部做功量称新汽等效焓降(记为H),所有排挤抽汽所增发的功量(记为H)称等效焓降增量,计算如下:H = 36
5、00/(jdd) (kJ/kg) H=(hd2-h4)5+(jj) (kJ/kg)式中 d机组汽耗率,kg/kwh;jd汽轮机机电效率;低省流量系数;hd2低压省煤器出水比焓,kJ/kg;h4除氧器进水比焓,kJ/kg;j所绕过的各低加工质焓升,kJ/kg;j所绕过的各低加抽汽效率。热耗率降低q按下式计算:q=Hq/(H+H) (kJ/kwh)式中 q机组热耗率,kJ/kwh;发电标煤耗节省量bs按下式计算:bs=q/(pb29300) (kg/kwh)式中p、b锅炉效率、管道效率;以已投运的某200MW火电机组低压省煤器系统为例进行节能量计算,结果列于表1。由表1可见,低压省煤器降低排烟温度
6、28,可节省标准煤3.05g/kwh。表1 某国产200MW机组低压省煤器主要指标计算结果项 目进口烟温ty1出口烟温ty2低省换热量,Qd低省出水温度td机组等效焓降H等效焓降增量H热耗率降低q发电标煤耗减少bs单位kWkJ/kgkJ/kgkJ/kwhg/kwh数值15712958604125.5120411.3277.853.048这里指出,低压省煤器尽管降低了排烟温度,但并未改变锅炉效率。锅炉的排烟温度仍然定义于空气预热器出口。22 汽轮机真空影响计算对于湿冷机组,汽轮机背压增量dpc与冷凝量增量dDc关系借助凝汽器的变工况计算,亦可按下式估算2:dpc=2.059dDc/Dc (kPa
7、) dDc=Dj- dD0 (t/h)式中 Dc凝汽器冷凝量,t/h,dD0由增设低省引起的汽轮机新汽量减少值,t/h,可由bs计算得到。Dj低省各排挤抽抵达凝汽器的总量,t/h。其中第J级的排挤量按下式计算:Dj=3.6jGj/qj ( t/h)式中 G低省的过水流量,kg/sj排挤系数,指第J级排挤抽汽抵凝汽器的份额,按文献1计算。其余符号,意义同前。表2列出了汽轮机真空计算主要结果。表2 汽轮机真空影响计算结果(某国产200MW级组)项 目#1低加#2低加#3低加#4低加除氧器各低加排挤抽汽Dj0,t/h08783053740094排挤系数j009544088320836608510到凝
8、汽器排挤抽汽Dj,t/h08379269431290080凝汽器排挤总量Dj,t/h1412新汽减少量dD0,t/h564凝汽净增量dDc,t/h848汽轮机背压升高,kPa0.0404由表可知,各排挤抽抵达凝汽器的总量14.12t/h,低省节省新汽量5.64t/h,冷凝量净增量8.48t/h,由此引起汽轮机背压升高0.0404kPa。此时汽轮机排汽比焓升高值为0.457kJ/kg,仅占新汽等效焓降的0.037%。根据以上分析,排挤抽汽对汽轮机真空以及对汽轮机做功的影响完全可以忽略。3降低排烟温度方案比较主要比较了传统的高压省煤器改造和增设低压省煤器的两种技术方案。与高压省煤器改造相比,低压省
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