干貨|汽輪機冷端系統節能優化研究與應用
2.冷卻塔填料換型改造
對冷卻塔填料進行改型,并全部更換,更換為耐腐蝕性、抗沖刷性更強的新型填料,同時一并對除水器、配水管等塔內附件進行維護。解決填料老化造成的凝汽器水側填料碎屑堵塞現象。提高冷卻塔工作效率及出力,以降低循環水溫度。
填料組裝塊的片間間距允許偏差為±1.0mm,組裝塊各鄰面間應互相垂直,形成一個規整六面體,由各片邊形成的平面應齊平一致;
粘接的填料塊,常溫時在簡支條件下承受3.0KN/m2均布荷載一小時,支承面及加載面應無明顯變形,卸載后應無明顯殘余變形,粘結點松脫率不超過5%,其頂部側向位移小于50mm。
淋水填料粘接成塊,粘接率不低于85%,淋水填料的物理力學性能應符合《冷卻塔塑料淋水填料技術規定》DL/T742-2001的標準要求。
3. 冷卻塔噴嘴換型改造
拆除冷卻塔舊的反射Ⅲ型噴嘴, 安裝可自動旋轉的ZLS-01型噴嘴,共計4484套。清理螺紋部位,檢查螺紋是否損壞,確保噴嘴緊固牢靠清理管內雜物,保證管內清潔,檢查破損部位,修補漏水部位。安裝的ZLS-01型節能噴嘴應垂直于填料與配套的接頭擰緊,防止運行中振動脫落。安裝后,確保ZLS-01型節能噴嘴的旋轉部分旋轉自如無卡澀。投入運行后,噴淋效果良好,填料無淋水死區,提高水塔冷卻效率。
4. 凝汽器優化
在凝汽器補水加裝噴嘴霧化裝置,保證補水量與改前補水量相同。機組運行時,化學補水經噴嘴以與垂直方向呈30°角度斜向上霧狀噴出,噴出的水霧呈90度錐體形狀并以螺旋形旋轉。低加左右兩側的各兩根φ89補水管路分別呈對沖噴霧方式,可使凝汽器喉部低加兩側形成兩個霧化區。這樣,增加了汽輪機排汽和化學補水的接觸面積,可以將補水加熱到排汽壓力下的飽和溫度,減小了凝結水的過冷度;同時還增強了排汽和化學補水之間的換熱,最大限度的凝結排汽量,對提高真空有利。另外,補水霧化后,可以使補水中含有的空氣離析溢出而被真空泵抽走,降低了凝結水的含氧量,對提高低加傳熱效果、減緩低加氧化腐蝕速度有利。
為了保證凝汽器端差,每年停機檢修期間對凝汽器進行高壓大流量沖洗。最高清洗壓力可達30 MPa,清洗后凝汽器換熱管內壁可見金屬本色。這大大降低換熱管的水側傳熱熱阻,降低了凝汽器端差。
為了降低汽側傳熱熱阻,我們盡可能的提高凝汽器的真空嚴密性。為了保證真空嚴密性,在日常運行中,對容易漏空的地方進憲定期檢查。對于軸封回汽管是否內漏也可通過對比軸加風機電流進行輔助判斷,并在停機檢修時進入低壓缸內部檢查進一步確認漏空與否。在每次停機檢修期間,對凝汽器進行灌水查漏,查找到的漏點進行及時處理,確保灌水查漏后無漏水的地方。
化學人員對循環水水質進行嚴格控制,循環水濃縮倍率控制低一些,并合理使用阻垢劑,保證了凝汽器換熱管不結垢,并合理殺菌,減少換熱管內壁的泥垢,這都對凝汽器端差產生非常重要的正面效果。
另外,膠球系統24小時不間斷運行。每月定期補換新球,這能很好的清除凝汽器換換熱管內壁的泥垢。大大降低凝汽器水側傳熱熱阻。
為了保證凝汽器凝結水過冷度盡可能的小,凡是進入凝汽器的各種疏水嚴格按系統設計走管路,進入凝汽器的接口全部位于熱井水位以下,以充分利用疏水的熱量,以此來降低凝結水過冷度。
三、經濟性及安全性評價與分析
1. 經濟性分析
1.1 循環水泵改造后經濟性
改造泵輸水量Q=5.6 m³/s(20160 m³/h),H=21m,η=88%, Pa=1373.4kW,取電機效率為95%,則每千噸水耗電量為:
E=1373.4÷20.16÷0.95=71.7度/km³
現泵運行時,輸水量Q=4.712 m³/s(16964 m³/h),H=19.9m,Pa=1478.5KW,取電機效率為95%,則每千噸水耗電量為:
E=1478.5÷16.964÷0.95=91.7度/km³
每千噸水節電量為:ΔE=91.7-71.7=20度/km³
泵在設計點運行,則每千噸水可節電20度,按常年運行1臺泵,每日總輸水量約為:
∑Q=5.6×3600×24=483840 m³/日=483.84 km³/日
每年按實際運行300天計算節電量為:
∑E=20×483.84×300=2903040度/年,即改造單臺泵后每年節電量約為290.3萬度,按0.3元/度上網電價計算,每年可節約電費約87.09萬元,經濟效益顯著。
1.2 冷卻塔填料改造后經濟性
通過對冷卻塔填料進行整體改造更換后,可降低供電煤耗約0.5~0.8g/kwh,按單臺機年發電量15億kw˙h計算,可節約標煤約1000噸,每年可節約成本約40萬元。
1.3 冷卻塔噴濺裝置改造后經濟性
通過測算,我廠冷卻塔噴濺裝置改造后,循環水溫度可降低0.5~1.0℃,可降低發電煤耗0.5~1.0 g/kw˙h左右,按單臺機年發電量15億kw˙h計算,最少可節約標煤750噸,每年可節約成本約30萬元。
1.4 凝汽器補水加裝噴嘴霧化裝置改造后經濟性
補水在凝汽器內實現霧化后,加大了低溫補水和汽機排汽的混合換熱面積,從而使部分排汽在喉部凝結,進入銅管主凝結區的排汽量相應減少,在循環水量、水溫不變的情況下有利于提高機組的真空,按機組補水率為2%計算,經理論計算可使凝汽器真空提高0.06%,年節標煤319.77t/a,節約成本約12萬元。
綜上所述,汽輪機冷端優化后,每年可節約成本約169萬元。
2. 安全性分析
循環水泵改造后,運行各參數及振動良好,效率大大提高,有效降低了廠用電;冷卻塔填料及噴嘴改造后,運行正常無堵塞、脫落現象,淋水更加均勻、分散,降低了循環水溫度;凝汽器喉部加裝噴嘴霧化裝置,換熱管用高壓水沖洗,真空系統查漏后,凝汽器運行狀態良好、無泄漏,有效提高了機組真空。
通過對汽輪機冷端設備優化改造后,機組真空有效提高,設備正常運行周期大大增加,提高了設備健康水平,保證了我廠機組安全經濟運行。
四、結論
通過對汽輪機冷端系統設備進行優化改造,使循環水泵、凝汽器、冷卻塔等冷端設備出力、效率明顯提高,經過計算,機組真空提高了約1KPa,降低供電煤耗約3g/kwh。改造后凝汽器、循環水泵及冷卻塔等冷端設備運行各參數良好,有效提高了設備運行壽命,節約了檢修運行成本,為我廠節能減耗奠定了良好的基礎,大大提高了我廠生產經濟性及安全性。
通過實施,證明了汽輪機冷端優化方案的可行性,為同類型機組提供了很好借鑒。是將先進技術應用于火電系統中的一個成功范例,對先進技術在火電系統中的推廣應用起到了模范帶頭作用。
主創人員:張金凡、羅先鐸、周云飖、李之棟、姬愛平、代廣如、鄭翔春、張 勇
責任編輯:售電小陳
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