低壓省煤器經(jīng)濟性對比試驗研究

王政先，張 敏

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

低壓省煤器經(jīng)濟性對比試驗研究

王政先，張 敏

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

對機組大修中增加的低壓省煤器進行熱力性能試驗，在200 MW工況下分別進行了低壓省煤器的投入和切除對比試驗，分析其對機組經(jīng)濟性的影響。試驗結(jié)果顯示，熱耗率由8 501.9 kJ/kWh降低至8 365.7 kJ/kWh，降低了136.2 kJ/kWh，試驗對比性強，為電廠的相關(guān)技術(shù)改造提供參考。

低壓省煤器;對比試驗;熱耗率

隨著煤炭價格的上漲，發(fā)電成本增加，電廠為了節(jié)能降耗，采取了很多技術(shù)進行改造。我國大部分電廠的鍋爐排煙溫度偏高，增加了排煙損失。為充分利用這部分余熱，近幾年各電廠紛紛在鍋爐尾部排煙處增設(shè)余熱回收裝置［1-2］，以提高機組的經(jīng)濟性，低壓省煤器就是其中的一種。

目前國內(nèi)大多通過等效熱降理論計算出低壓省煤器降低的熱耗率和煤耗［3-5］，并非通過做對比試驗直接得出結(jié)論?？禃阅菰谖墨I ［6］中進行了對比試驗研究，通過未加裝低壓省煤器的修前和加裝省煤器后的修后數(shù)據(jù)進行對比，因凝結(jié)水部分經(jīng)過低壓省煤器，存在一定的誤差，對比性不強。本文在低壓省煤器改造完成后，連續(xù)進行了投入與切除低壓省煤器試驗，具有較強的對比性，可明顯反映出低壓省煤器對發(fā)電機組的影響。

1 低壓省煤器系統(tǒng)

低壓省煤器裝在鍋爐尾部，結(jié)構(gòu)與一般省煤器相似，其水側(cè)連接于汽輪機回熱系統(tǒng)的低壓部分，凝結(jié)水在低壓省煤器內(nèi)吸收排煙熱量，降低排煙溫度，而自身卻被加熱，升高溫度后再返回低壓加熱器系統(tǒng)，起到了代替部分低壓加熱器的作用，是汽輪機熱力系統(tǒng)的一個組成部分。采用低壓省煤器將排擠部分汽輪機的回熱抽汽，在汽輪機進汽量不變的情況下，該排擠抽汽將從抽汽口返回汽輪機繼續(xù)膨脹做功。因此，在燃料消耗量不變的情況下，可以多獲得電功，提高了裝置的經(jīng)濟性。該電廠具體加裝裝置如圖1所示。

1.1 熱力系統(tǒng)特點

圖1 低壓省煤器示意圖

圖2 低壓省煤器設(shè)計圖

該電廠在除塵器入口之間的煙道設(shè)置煙氣換熱器，利用煙氣的余熱加熱凝結(jié)水。凝結(jié)水由3號低壓加熱器進口和出口引出，經(jīng)過加熱后回至4號低壓加熱器進口，設(shè)計圖如圖2所示。

1.2 設(shè)計參數(shù)

機組低壓省煤器設(shè)計參數(shù)如表1所示。

表1 設(shè)計參數(shù)

2 試驗對比分析

為了分析新增的低壓省煤器對機組的經(jīng)濟性影響，進行了200 MW隔離工況下投入和切除低壓省煤器的對比試驗，試驗按照國際GB8117—2008《汽輪機熱力性能驗收試驗規(guī)程第2部分:方法B—各種類型和容量的汽輪機寬準確度試驗》進行。

2.1 試驗方法

a. 投入低壓省煤器。打開2號低壓加熱器出口的調(diào)節(jié)閥和3號低壓加熱器出口的電動門，并關(guān)閉3號低壓加熱器到4號低壓加熱器的入口調(diào)節(jié)閥門和旁路手動門。

b. 切除低壓省煤器。打開3號低壓加熱器到4號低壓加熱器的入口調(diào)節(jié)閥門和旁路手動門，關(guān)閉2號低壓加熱器出口的調(diào)節(jié)閥和3號低壓加熱器出口的電動門。

2.2 試驗注意事項

正常運行時凝結(jié)水并未全部經(jīng)過低壓省煤器，而是一部分通過低壓省煤器一部分直接從3號低壓加熱器進入4號低壓加熱器。進行試驗時逐步關(guān)閉3號低壓加熱器到4號低壓加熱器的閥門，除氧器壓力會增加，為避免除氧器超壓，此處閥門應(yīng)緩慢關(guān)閉。

切除低壓省煤器后為防止爆管，盡快將經(jīng)過低壓省煤器的凝結(jié)水管路中的水放凈。

試驗完畢后再次投入低壓省煤器時，因管內(nèi)溫度高，水進入后會立刻變成蒸汽，應(yīng)事先將管道排空氣門打開。緩慢開啟2號低壓加熱器出口處的調(diào)節(jié)閥，讓凝結(jié)水緩慢通過，隨著調(diào)節(jié)閥的開啟，會出現(xiàn)管道振動 (汽水混合)，然后調(diào)節(jié)閥可以快速開啟。

2.3 試驗數(shù)據(jù)

該機組投入低壓省煤器和切除的試驗數(shù)據(jù)如表2所示。

2.4 試驗結(jié)果

投入低壓省煤器后，經(jīng)濟效果顯著。

a. 除氧器壓力有所增加。

b. 除氧器、4號低壓加熱器和3號低壓加熱器進汽量都有所減少。

c. 熱耗率由8 501.9 kJ/kWh降至8 365.7 kJ/kWh，減少 136.2 kJ/kWh。

d. 發(fā)電煤耗由321.83 g/kWh降至316.68 g/kWh，減少 5.16 g/kWh。

表2 200 MW隔離工況低壓省煤器投入切除數(shù)據(jù)對比表

3 結(jié)束語

通過對比試驗可見，在排煙尾部煙道增設(shè)低壓省煤器有很大的經(jīng)濟價值。這是因為經(jīng)過低壓省煤器的凝結(jié)水溫度升高，排擠了除氧器、4號低壓加熱器排汽量。同時因為經(jīng)過3號低壓加熱器的凝結(jié)水量減少，抽汽量也隨之減少，減少的那部分抽汽量用于汽輪機做功。此時排入凝汽器的流量必然增加，導致冷源損失增加，但是總的來說這部分被排擠的抽汽對汽輪機的做功大于冷源的損失。

［1］ 姚振剛，陳 曦，白 巖，等.燃煤電站鍋爐煙氣余熱回收利用［J］.東北電力技術(shù)，2013，34(4):32-35.

［2］ 林 巖，丁 煒，田懷真.電站鍋爐排煙余熱回收系統(tǒng)在通遼發(fā)電總廠的應(yīng)用［J］.東北電力技術(shù)，2004，25(7):4-6.

［3］ 丁樂群，張 鐳，楊 楠.火電廠加裝低壓省煤器經(jīng)濟效益分析［J］.東北電力技術(shù)，2006，27(4):28-30.

［4］ 陳媛媛.超臨界600 MW火電機組抽汽供熱和加裝低壓省煤器的熱經(jīng)濟性分析［D］.南京:東南大學，2010.

［5］ 陸萬鵬，史月濤，孫奉仲.分離式熱管換熱器與低壓省煤器的性能分析 ［J］.山東大學學報 (工學版)，2012.

［6］ 康曉妮，馬文舉，馬 濤，等.320 MW機組鍋爐裝低壓省煤器的經(jīng)濟性研究 ［J］.熱力發(fā)電，2011，31(5):8-11.

Comparison Test Research on Economy of Low-pressure Economizer

WANG Zheng-xian，ZHANG Min
(Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

Thermal performance testing of low-pressure economizer added in overhaul is made，and comparison test is conducted on the 200 MW condition when input and removal of the low-pressure economizer，and analysis of its impact on the economy of the unit is made.The results show that the heat rate decreased from 8 501.9 kJ/kWh to 8 365.7 kJ/kWh，reducing 136.2 kJ/kWh.Which gives certain reference to the power plant technological innovation.

Low-pressure economizer;Comparison test;Heat rate

TM621;TK223

A

1004-7913(2014)02-0025-03

王政先 (1984—)，男，碩士，工程師，主要從事汽輪機熱力性能試驗、節(jié)能技術(shù)監(jiān)督工作。

2013-08-18)