300MWCFB空冷機(jī)組冷渣器余熱利用系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析

1、300mw cfb空冷機(jī)組冷渣器余熱利用系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析循環(huán)流化床(cfb)機(jī)組因具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)好、s02及n 0x排放量低等優(yōu)勢,目前在我國得到了廣泛利用。由于流化床鍋爐往往燃用高灰 分劣質(zhì)燃料,因此排渣熱損失較大，若能將排渣熱量冋收利用，則可以大大提高機(jī) 組的經(jīng)濟(jì)性。冷渣器作為cfb機(jī)組特有設(shè)備，其排渣的余熱利用是節(jié)能增效的熱 點么一,因此采用合理的余熱利用系統(tǒng)方案是節(jié)能增效的關(guān)鍵。木文以山西平朔煤肝石電廠300mw cfb空冷機(jī)組采用的冷渣器余熱利用系統(tǒng) 方案為例，并在此基礎(chǔ)上提出不同的余熱利用系統(tǒng)方案,對各方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析, 提出了最優(yōu)的冷渣器余熱利用方案。1機(jī)

2、組概況及原始數(shù)據(jù)1.1機(jī)組概況該電廠鍋爐型號是sg-1060/17.5-m802, 其型式是亞臨界中間再熱、單汽包口然循環(huán)、平衡通風(fēng)、循環(huán)流化床鍋爐,由單爐 膛、4臺高溫絕熱式旋風(fēng)分離器、4臺u型返料器、4臺外置式換熱器、尾部對流煙 道等組成;汽輪機(jī)型號是nzk300-16.7/538/538,型式是亞臨界、單軸、雙缸雙排汽 、中間再熱、直接空冷凝汽式汽輪機(jī);發(fā)電機(jī)型號是qfsn3002,冷卻方式為水- 氫氫型。該電廠每臺爐下部安裝了兩臺風(fēng)水冷渣器及兩臺滾筒冷渣器，將低渣由 約850900°c冷卻到150°c以下，冷卻后的底渣依次經(jīng)過輸渣機(jī)、斗提機(jī)、粗細(xì)分 離后進(jìn)入渣倉。1

3、-2原始數(shù)據(jù)冷渣器余熱利用系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析所需的原始數(shù)據(jù)見表1所示。排渣量的大小對冷 渣器余熱利用系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有很大影響,因此每個負(fù)荷下選擇2個工況，工況1表 示排渣量小的情況，工況2表示排渣量大的情況。2冷渣器余熱利用方案及分析2 1冷渣器余熱利用方案方案如圖1所示，部分凝結(jié)水從汽封冷卻器出口引至 冷渣器，在冷渣器吸收熱量后返冋到6號低壓加熱器入口，冷渣器與7號低壓加熱 器并聯(lián)。方案1為廠內(nèi)現(xiàn)采用方案。(2)方案2如圖2所示，部分凝結(jié)水從汽封冷卻 器出口引至冷渣器,在冷渣器吸收熱量后返冋到5號低壓加熱器入口，冷渣器與6 、7號低壓加熱器并聯(lián)布置。(3)方案3如圖3所示，部分凝結(jié)水從汽封冷卻器出

4、口 引至冷渣器,在冷渣器吸收熱量后返冋到7號低壓加熱器入口，冷渣器與7號低壓 加熱器串聯(lián)布置。2,2各方案經(jīng)濟(jì)性分析依據(jù)不同工況tha低加設(shè)計數(shù)據(jù)，見圖4所示。采用等效焙降法得到各工況下的 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，見表2所示。根據(jù)等效焙降的理論對3個方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。冷渣器 余熱利用系統(tǒng)屬于內(nèi)部熱水帶熱量進(jìn)岀系統(tǒng),引起做功變化的計算公式如下：因 此可以得出3個方案做功變化的計算公式如下所示，計算結(jié)果分別見表3、表4、 表 5。方案 1: ah1=af(hf-t1 )q2+tlq1方案 2:ah2=af(hf-t2)q3+tl q1 +t2q2方案 3: ah3=af(hf-to)q1式中:h1、ah2、z

5、h3分別為齊方案做功的增加量,kj/kg;af為冷 渣器冷卻水份額,；hf為冷渣器出口水焙,kj/kg;to、t1、t2分別為汽封冷卻器、7號 低加、6號低加出口工焙,kj/kg；t、t2分別為7號低加、6號低加的工質(zhì)焙升,kj/kg; r|1、r)2、r|3分別為7號低加、6號低加、5號低加的抽汽效率,。2.3結(jié)果分析圖 5給出了 3個方案各工況下，冷渣器余熱利用后發(fā)電標(biāo)煤耗降低量，可以看出6個 不同工況下，方案3的節(jié)能效果最好,只有在75%負(fù)荷下工況1及50%負(fù)荷下工 況1卜煤耗出現(xiàn)了微量增加;方案2最差,6個工況下煤耗均增加，且增加幅度較大; 方案1居屮，在100%負(fù)荷下工況2及75%負(fù)

6、荷下工況2下煤耗有降低，其余均增 加，但增加幅度較方案2小。圖6(a)示出了 3個方案下不同負(fù)荷工況1煤耗降低 量;圖6(b)示出了 3個方案下不同負(fù)荷工況2煤耗降低量。從圖中可以看出方案1 及方案2隨著負(fù)荷的降低,發(fā)電煤耗的降低量減小明顯，負(fù)荷越低節(jié)能效果越差， 方案3發(fā)電煤耗的降低量隨負(fù)荷降低沒有明顯減小。因此，方案3節(jié)能的優(yōu)越性在 屮低負(fù)荷體現(xiàn)的更加顯著。圖7(a)示出3個方案屮100%負(fù)荷下工況1與工況2 煤耗降低量，圖7(b)示出3個方案小75%負(fù)荷下工況1與工況2煤耗降低量，圖7 (c)示出3個方案小50%負(fù)荷下工況1與工況2煤耗降低量。從圖屮可以看出3 個方案屮相同負(fù)荷條件下，工

7、況2的煤耗降低量都較工況1大，節(jié)能效果更明顯。 這說明在冷卻水量基本不變的情況下，排渣量越小，冷渣器余熱利用系統(tǒng)的節(jié)能效 果越差。這是由于排渣量小吋,冷卻水在冷渣器岀口的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于下級加熱器 入口應(yīng)達(dá)到的溫度，造成下級加熱器超出力運行,增大了高品質(zhì)蒸汽的抽汽量，致 使整體的循環(huán)效率下降。因此，在排渣量小時,可以通過控制冷卻水的流量來提高 冷渣器冷卻水的出口溫度，減小高品質(zhì)蒸汽的抽汽量，提高整體的循環(huán)效率，使得 冷渣器余熱利用系統(tǒng)的節(jié)能效果最人化。3結(jié)論在冷渣器與7號低壓加熱器 并聯(lián)的余熱利用方案的基礎(chǔ)上，提出了冷渣器與6、7號低壓加熱器并聯(lián)布置和冷 渣器與7號低壓加熱器串聯(lián)布置2個新的余熱利用方案。(2)針對100%負(fù)荷、75% 負(fù)荷、50%負(fù)荷及不同排渣量的運行工況，釆用等效焰降法對3個方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì) 性分析，得出冷渣器與7號低壓加熱器串聯(lián)布置的方案為最佳余熱利用方案。與現(xiàn) 有方案相比,100%負(fù)荷時可以降低標(biāo)煤耗0.12g/kw-h到0.95g/kwh,75%負(fù)荷時 可以降低標(biāo)煤耗0.63g/kwh到1.32g/kw-h,50%負(fù)荷時可以降低標(biāo)match煤耗 1.91g/kw-h到3.15g/kwh°(3)分析了排渣量小時余