热电厂减温减压器节能方案

1 企业现有情况简介

1.1 现有锅炉的主要技术参数

一是循环流化床锅炉:

额定蒸发量:300t/h

额定设计压力:12.7MPa(a)

额定设计温度:540℃

给水温度:220℃

台数:2台

二是循环流化床污泥焚烧锅炉:

额定蒸发量:130t/h

额定设计压力:5.4MPa(a)

额定设计温度:485℃

给水温度:105℃

台数:2台

1.2 现有汽轮机的主要技术参数

一是抽汽冷凝式汽轮机:

额定功率:60MW

额定进汽压力:12.3MPa(a)

额定进汽温度:535℃

额定进汽量:300t/h

1级抽汽压力:2.51MPa(a)

额定抽汽量:48.12t/h

2级抽汽压力:0.85MPa(a)

额定抽汽量:222.8t/h

台数:2台

二是中压减温减压器:

流量:4~40t/h

压力:P1/P2=5.3/1.7MPa

温度:t1/t2=485/270℃

台数:2台(一用一备)

三是低压减温减压器:

流量:30~130t/h

压力:P1/P2=5.3/0.8MPa

温度:t1/t2=485/220℃

台数:3台(二用一备)

1.3 企业现有用热需求

企业现有用热需求为中压蒸汽用户用热需求为38t/h,低压蒸汽用户用热需求327t/h,合计用需求为365t/h。

2 节能改造方案

目前由于该公司现有的两台污泥焚烧流化床锅炉基本处于满负荷运行状态,该锅炉产生的5.3MPa、485℃蒸汽直接经减温减压至1.57MPa、240℃和0.49MPa、180℃两个等级,压差分别达到3.73MPa和4.81MPa,存在较大的余压资源的浪费,因此提出在维持两台污泥焚烧流化床锅炉不变的情况下利用汽轮发电机组代替减温减压站的节能技改方案。

背压式汽轮机具有供热稳定、系统简单、一次性设备投资较少、便于运行、维护量少等优点,但热负荷调节能力相对稍差;根据本工程热负荷相对比较稳定的实际情况,结合当前国家节能减排的要求,按“节约能源、保护环境、能量梯级利用”的原则,新增一台20MW抽汽背压式汽轮发电机组及相关附属设备等设施用于代替现有减温减压站。汽轮机选型拟采用额定功率20MW的CB20-4.9/2.5/0.98抽汽背压式汽轮机,系次高温次高压、单缸、单抽、不带回热背压式汽轮机代替原减温减压站。由次高温次高压背压式汽轮机带基本稳定的热负荷,这样既有利于供热的稳定性,又有利于热负荷变化时调节汽轮机运行工况,更有利于全厂热效率的提高。

2.1 抽背式汽轮机的主要技术参数

型号:CB20-4.9/2.5/0.98

数量:1台

额定功率:20MW

额定进汽量:260t/h

最大纯背工况进汽量:230t/h

额定转速:3000r/min

额定进汽压力(新蒸汽压力):4.9MPa(a)

额定进汽压力允许值(新蒸汽压力允许值):4.9+0.2MPa(a)

额定进汽温度:(470+10~15℃)

额定抽汽压力:2.5MPa(a)

额定抽汽温度:391℃

额定工业抽汽量:35t/h

最大工业抽汽量:50t/h

额定排汽压力:0.98MPa(a)

额定排汽温度:299.4℃

回热加热级数:无

转向:(从汽轮机向发电机看)顺时针方向

2.2 发电机的主要技术参数

额定功率:20MW

出线电压:11000V

转速:3000r/min

频率:50Hz

功率因数:0.8

励磁方式:旋转无刷励磁系统

由于汽轮机额定工业抽汽量为35t/h,因此文章计算均基于改造前减温减压站供应中压蒸汽和改造后汽轮机供应中压蒸汽均为35t/h。根据锅炉满负荷运行的条件下,汽轮机组运行的热力参数详见表1:

3 改造前后能耗计算

由于本次节能技改方案主要针对两台污泥焚烧流化床锅炉对应的减温减压站,因此本文计算范围仅限于两台污泥焚烧流化床锅炉、减温减压站和新增背压式汽轮发电机组及其配套的辅助设施。

3.1 改造前后锅炉能耗情况

本节能改造方案未涉及两台污泥焚烧流化床锅炉,因此改造前后两台污泥焚烧流化床锅炉能耗维持不变,两台污泥焚烧流化床锅炉及辅助设施相关基本参数详见表2。

根据上述基本参数,可测算出两台锅炉平均每小时需要消耗的燃料量为:

企业设有供热蒸汽回水,其回水温度约为90℃(企业实际平均温度),锅炉给水由供热蒸汽回水和生水(20℃)混合后组成补水进入除氧器加热,根据企业实际平均份额,其供热蒸汽回水约占锅炉给水的69%,补水平均温度约为68.3℃。

3.2 改造前热电厂能耗及供热情况计算

改造前热电厂(是指两台污泥焚烧流化床锅炉及辅助设施)能耗情况计算如下:

3.3 改造后热电厂能耗、供热及发电情况计算

改造后热电厂(是指两台污泥焚烧流化床锅炉、新增汽轮发电机组及辅助设施)能耗、供热及发电情况计算如下:

汽轮机的进汽量为锅炉额定蒸发量扣除2%的管道损失,其进汽量为:

(DB33/642-2013)相关计算规定,改造后热电厂的相关技术指标计算如下:

从上述计算对比可知,改造后热电厂的综合热效率从61.71%提高到64.13%,节能效果十分明显。

4 改造前后节能效益分析

假定改造前后蒸汽不含税价格维持在140元/吨不变的条件下,同时根据浙江省相关规定,不含税上网电价为0.4477元/kWh进行计算,则改造前后产值分别为:

改造前后对比统计表详见表3。改造后热电厂新增产值2714万元,可年减少综合用能37020tce,产值能耗(现值)下降42.79%,节能效益十分显著,根据改造方案预算为4800万元计算,项目实施后两年内即可收回投资,经济效益十分可观。

(作者系宁波远大检测技术有限公司中级工程师)

浏览次数:  更新时间:2017-10-09 08:30:46
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