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探讨国内大型火电站锅炉节油技术

发布日期:2011-05-06  浏览次数:787

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文章摘要:在燃煤机组运行中,助燃油一般用于锅炉点火及运行稳燃。有关资料显示:2000年国内30万kW及60万kW机组冷态启动机组平均用油量分别

在燃煤机组运行中,助燃油一般用于锅炉点火及运行稳燃。有关资料显示:2000年国内30万kW及60万kW机组冷态启动机组平均用油量分别为908.24t/台和451.62t/台,其年平均稳燃用油量分别为546.8t/台及359.8t/台。随着国际能源需求的迅猛增长,原油价格迅速上扬,挖掘燃煤机组节油潜力、节能降耗不仅有利于世界不可再生资源的综合有效利用,更是降低企业生产成本,增强自身市场竞争力的重要手段之一。

1 国内某大型燃煤机组设备概述及其燃油消耗情况

  机组额定负荷660MW,锅炉为德国产亚临界参数自然循环汽包炉,单炉膛,r型布置,一次中间再热,平衡通风,固态连续排渣。锅炉采用0号柴油点火助燃,配有24支蒸汽雾化油枪,单支油枪耗油量1.8~3.6t/h。锅炉燃烧系统按双进出磨煤机冷一次风机正压直吹式系统设计,在炉膛前墙、后墙上分别分三层布置有24只旋流式DS燃烧器,单支燃烧器的额定容量为83.7MW。煤粉和空气从前后墙送入,在炉膛中呈对冲燃烧(前后墙各3排垂直错列布置)。前、后墙燃烧器上布置有两层燃尽风喷嘴。

  机组于2002年10月投产发电。投产初期,由于锅炉存在严重的炉膛结焦,运行不稳定,启停次数多。机组冷态启动一次需耗油260~300t,磨煤机启动停助燃每月需60~100t。仅2002年10~12月,机组共消耗0号柴油960t,按当时油价3000元/t计算,燃油成本288万元,在一定程度上影响了机组的经济效益。为此,电站技术人员深入研究主、辅机设备技术特点,深挖节油潜力,在降低助燃油方面采取了一系列技术措施。

2 节油技术措施

2.1 机组冷态启动节油

  大型机组冷态启动过程是一个复杂的不稳定的传热、流动过程。由于冷态启动前锅炉、汽轮机各部件压力、温度接近环境压力、温度,锅炉升温升压、汽轮机暖缸、暖机需要一定的时间,检修后的机组冷态启动过程中,发电机和汽轮机需要做多项试验,锅炉只能维持在低参数状态下运行,需要消耗大量燃油。因此,研究设备特点,合理安排机组冷态启动步骤,尽量缩短启动时间,可以节约大量燃油。

  (1)采用滑参数启动,机组充分利用低压、低温蒸汽均匀加热汽轮机转子和汽缸,减少了热应力和启动损失,锅炉过、再热器的冷却条件亦得到改善。由于锅炉、汽轮发电机同时启动,缩短了整机启动时间,减少了燃油消耗。

  (2)汽包上水时,在汽包壁温差允许的情况下(该机组汽包壁温差要求任意两点不大于36℃),尽量提高除氧器给水温度,保证省煤器出口给水温度高于汽包壁温20~30℃,缩短汽包起压时间,利于机组节油。

  (3)试运中,一度存在锅炉油枪冷态点火着火困难的问题,经常出现油枪点燃后燃烧不稳而灭火,不得不频繁点火,燃油消耗增加。经不断摸索,根据油枪投入时火焰形状及油烟颜色,找到了雾化蒸汽压力、二次风量、燃油压力、燃油温度的最佳匹配关系,控制燃油压力0.7~0.8MPa,雾化汽压力0.8Mpa左右,冬季提高燃油伴热温度,修改步序使中心风档板开启平缓,经这些调整使冷态油枪点火能够顺畅、稳定,同时减少了燃油不完全燃烧损失。

  (4)该机组汽轮机中压转子预暖通过轴封漏气进行,中压转子中心温度达到54.4℃为合格,预暖需时4h左右。为了缩短中压转子预暖时间,技术人员将预暖时轴封蒸汽压力由0.03Mpa提高到0.04MPa,适当开启轴封疏水门以提高轴封蒸汽温度,适当提高凝汽器压力至15kpa以减少外界冷空气吸入,使中压转子预暖时间缩短到2h左右。

  经实施以上措施,缩短了机组冷态启动的时间,冷态启动一次耗油量由原来的260t以上减少到130~150t。

2.2 机组温、热态启动节油

  机组温、热态启动节油措施主要是提前投入煤粉燃烧。在冷态启动中,由于锅炉维持低负荷时间较长,相应炉内燃烧强度及炉膛火焰温度均较低,投粉过早、粉量过多很容易造成炉膛燃烧不充分,使火焰中心上移,锅炉升压快,主汽温度、再热汽温难于控制;同时未燃尽煤粉积聚在空气预热器波纹板上,在一定条件下会产生二次燃烧,烧损空预器。因此,冷态启动投粉一般选择在发电机并网后、锅炉所产蒸汽已可经汽轮机泄放后进行,以利于汽压、汽温的控制。在机组温、热态启动中,根据汽温、汽压及汽轮机胀差情况,电站技术人员将启磨投粉时间提前到机组冲转前,投粉后即进行汽轮机冲转、发电机并网操作,既加快了机组代负荷速度,同时也节省了燃油。

 
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