燃煤機組節(jié)能減排一體化技術

1、燃煤機組節(jié)能減排一體化技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術發(fā)言人：陶麗 2015.12.23節(jié)能減排工作思路診斷試驗及評估優(yōu)化運行技術節(jié)能減排改造一體化技術結論目目 錄錄燃煤機組節(jié)能減排一體化技術一一. .節(jié)能減排工作思路節(jié)能減排工作思路燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1.11.1準備準備燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1.2 1.2 診斷試驗及評估診斷試驗及評估燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1.3.1.3.節(jié)能減排技術路線節(jié)能減排技術路線燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1.4.1.4.節(jié)能減排項目實施路節(jié)能減排項目實施路燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1.5.1.5.優(yōu)化運行優(yōu)化運行二二 診斷試驗及評估診斷試驗及評估燃煤機組

2、節(jié)能減排一體化技術為了滿足電廠節(jié)能減排改造的目標，在開展機組汽輪機通流部分改造、鍋爐受熱面改造、環(huán)保設施增效等節(jié)能減排綜合升級改造項目時，需要對汽機、鍋爐及環(huán)保設施進行全面的技術評估。 為了能準確評價機組各主輔設備的能力，需要對機組進行汽輪機、鍋爐及環(huán)保設備的摸底診斷試驗、最大出力性能評估試驗。2.12.1診斷試驗及評估的目的診斷試驗及評估的目的1、確定在改造前機組經(jīng)濟性的基準點；2、確定各設備的性能指標及最大出力能力；3、確定改造設備的基本范圍；4、優(yōu)化改造設計方案的基礎數(shù)據(jù)來源；5、進一步挖掘機組節(jié)能改造的潛力。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術2.22.2診斷試驗及評估的作用診斷試驗及評估的作用

3、2.32.3診斷試驗及評估內容診斷試驗及評估內容輔機試驗輔機試驗磨煤機及制粉系統(tǒng)一次風機送風機引風機增壓風機（如有）鍋爐試驗鍋爐試驗鍋爐汽水參數(shù)qv、qF鍋爐熱效率煙風量及煙風系統(tǒng)阻力燃煤機組節(jié)能減排一體化技術輔機系統(tǒng)試驗輔機系統(tǒng)試驗給水系統(tǒng)凝結水系統(tǒng)開式循環(huán)水系統(tǒng)閉式冷卻水系統(tǒng)真空泵系統(tǒng)凝汽器加熱器除氧器汽輪機試驗汽輪機試驗汽機熱耗廠用電率機組供電煤耗高、中、低壓缸效率軸封漏汽量燃煤機組節(jié)能減排一體化技術2.32.3診斷試驗及評估內容診斷試驗及評估內容輔機試驗輔機試驗輸灰除渣系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)稀釋風機、液氨供給系統(tǒng)氧化風機、石灰漿液、工藝水處理系統(tǒng)環(huán)保試驗環(huán)保試驗除塵系統(tǒng)（除塵器效率、阻力等）

4、脫硝系統(tǒng)（脫硝效率、氨逃逸等）脫硫系統(tǒng)（脫硫效率、出口霧滴含量等）燃煤機組節(jié)能減排一體化技術2.42.4診斷試驗及評估內容診斷試驗及評估內容三三 運行優(yōu)化技術運行優(yōu)化技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術三三 運行優(yōu)化技術運行優(yōu)化技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術3.1汽輪機及輔機系統(tǒng)汽輪機及輔機系統(tǒng)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術3.2 鍋爐及輔機系統(tǒng)鍋爐及輔機系統(tǒng)3.2.1 鍋爐燃燒調整鍋爐燃燒調整制粉系統(tǒng)（含磨煤機運行優(yōu)化）風煙系統(tǒng)（含送引風機運行優(yōu)化）汽水系統(tǒng)燃燒效率污染物排放熱偏差控制燃煤機組節(jié)能減排一體化技術鍋爐制粉系統(tǒng)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術鍋

5、爐風煙系統(tǒng)投自動配風方式燃煤機組節(jié)能減排一體化技術燃燒調整后，投自動運行情況燃煤機組節(jié)能減排一體化技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術燃燒調整后，投自動運行末過管壁溫度3.2.2 氧化皮綜合治理（從運行的角度）氧化皮綜合治理（從運行的角度）控制熱偏差啟停爐速度/方式啟停爐減溫水控制水壓試驗后啟爐水處理工藝燃煤機組節(jié)能減排一體化技術三三 運行優(yōu)化技術運行優(yōu)化技術材料材料幾何參數(shù)幾何參數(shù)時間時間溫度溫度材料成分材料成分氧化皮生成速度氧化皮生成速度晶粒度晶粒度幾何參數(shù)幾何參數(shù)材料處材料處理工藝理工藝3.2.2 氧化皮綜合治理（從運行優(yōu)化方面控制熱偏差）氧化皮綜合治理（從運行優(yōu)化方面控制熱偏差）燃煤機組節(jié)能

6、減排一體化技術案例案例1：管子出口汽溫和氧化皮厚度對應關系：管子出口汽溫和氧化皮厚度對應關系江蘇太倉某電廠不同的江蘇太倉某電廠不同的SOFA風配置對末級過熱器屏間吸熱偏差的影響風配置對末級過熱器屏間吸熱偏差的影響燃煤機組節(jié)能減排一體化技術江蘇太倉某超臨界鍋爐管內實測氧化皮壁厚和熱偏差分布的關系江蘇太倉某超臨界鍋爐管內實測氧化皮壁厚和熱偏差分布的關系燃煤機組節(jié)能減排一體化技術案例案例2：燃燒調整降壁溫峰值（珠海金灣電廠四角切圓）：燃燒調整降壁溫峰值（珠海金灣電廠四角切圓）末過屏間熱偏差曲線（末過屏間熱偏差曲線（2008年年12月，月，SOFA風正切風正切15度）度）燃煤機組節(jié)能減排一體化技術珠海

7、金灣電廠珠海金灣電廠#3爐末過屏間熱偏差曲線（珠海電廠，爐末過屏間熱偏差曲線（珠海電廠，2012年年8月，燃燒調整后，月，燃燒調整后，投自動運行）投自動運行）燃煤機組節(jié)能減排一體化技術鍋爐冷態(tài)啟動后末級過熱器管圈壁溫與一、二級過熱器噴水量變化曲線鍋爐冷態(tài)啟動后末級過熱器管圈壁溫與一、二級過熱器噴水量變化曲線案例案例1 啟動投減溫水啟動投減溫水燃煤機組節(jié)能減排一體化技術案例案例2 水壓試驗后啟爐水壓試驗后啟爐鍋爐啟動過程中A側分割屏進口、后屏出口、末級過熱器進口及出口蒸汽溫度隨負荷的變化曲線燃煤機組節(jié)能減排一體化技術措施措施預判預判/控控制制 減緩減緩 預防預防機組一旦發(fā)生氧化皮集中機組一旦發(fā)生

8、氧化皮集中剝落事故，采取合適的措施剝落事故，采取合適的措施對氧化皮進行監(jiān)測對管內氧化對氧化皮進行監(jiān)測對管內氧化皮情況做到大概掌握，皮情況做到大概掌握，合理控制爐內壁溫合理控制爐內壁溫合理運行控制熱偏差盡量合理運行控制熱偏差盡量減緩氧化皮的生成速度減緩氧化皮的生成速度治理思路：預防治理思路：預防 減緩減緩 預判預判 措施措施在選材，結構設計等初期就在選材，結構設計等初期就對氧化皮的生成做好預防對氧化皮的生成做好預防氧化皮治理方式氧化皮治理方式燃煤機組節(jié)能減排一體化技術3.2.2 低負荷穩(wěn)燃及低負荷穩(wěn)燃及NOx排放控制排放控制磨的組合 配風 燃煤機組節(jié)能減排一體化技術三三 運行優(yōu)化技術運行優(yōu)化技術

9、3.33.3環(huán)保設備運行優(yōu)化環(huán)保設備運行優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術脫硝脫硝從鍋爐燃燒調整控制SCR入口NOX濃度擋板開度/吹灰器投運等調節(jié)SCR入口煙溫噴氨量氨逃逸率燃煤機組節(jié)能減排一體化技術脫硫 脫硫塔液位阻力 SO2排放濃度燃煤機組節(jié)能減排一體化技術除塵 除塵器高頻電源調節(jié)方式 除塵器電場組合運行方式 除塵器漏風率 粉塵排放濃度3.4 3.4 控制系統(tǒng)優(yōu)化控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術 3.4.1控制子系統(tǒng)優(yōu)化一次風壓爐膛負壓 送風/氧量控制 主/再熱器汽溫 制粉系統(tǒng)冷、熱風門開度燃燒器二次風門汽包水位滑壓曲線環(huán)保設備控制函數(shù)其他控制函數(shù)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術通通過過試試驗

10、驗找找到到各各子子系系統(tǒng)統(tǒng)控控制制函函數(shù)數(shù)根據(jù)回路特性根據(jù)回路特性設置基本的調設置基本的調節(jié)參數(shù)，投入節(jié)參數(shù)，投入自動后進行擾自動后進行擾動試驗，修改動試驗，修改參數(shù)直到能夠參數(shù)直到能夠滿足控制要求。滿足控制要求。 協(xié)調控制系統(tǒng)主要完成機爐的協(xié)調控制，以及鍋爐風煤協(xié)調的燃燒控制。滿足AGC調節(jié)要求的協(xié)調控制系統(tǒng)，一般是采取汽機控功率，鍋爐控壓力，以BF為基礎的CCS控制系統(tǒng)。 協(xié)調控制的調試主要包括如下內容如下： 燃燒調整試驗相關函數(shù)的確認 熱量信號的整定 鍋爐主控 汽機主控 壓力設定3.4.2協(xié)調控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術機、爐協(xié)調控制風、煤協(xié)調控制煤、水系統(tǒng)控制3.4.2協(xié)調控

11、制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術某600MW 超臨界機組投協(xié)調運行，機組負荷以12MW/min從500MW增加到600MW，主汽壓力偏差小于0.2MPa3.4.2協(xié)調控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術3.4.2協(xié)調控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術600MW超臨界機組，負荷以12MW/min從500MW增加到600MW,主汽溫度偏差小于3,再熱溫度偏差小于5低氮燃燒改造后的低氮燃燒改造后的AGC優(yōu)化調試優(yōu)化調試低氮燃燒改造后的AGC優(yōu)化調試 鍋爐在完成低氮燃燒改造后，其燃燒和汽水參數(shù)匹配特性發(fā)生改變，CCS控制系統(tǒng)性能惡化，無法滿足電網(wǎng)AGC控制要求，尤其亞臨界機組情況相對更為嚴重

12、。 優(yōu)化調試內容：對鍋爐燃燒相關MCS系統(tǒng)進行優(yōu)化設計、組態(tài)并投運，根據(jù)鍋爐燃燒調整試驗的結果，整理并修改相應的控制函數(shù)，優(yōu)化CCS系統(tǒng)控制策略并進行負荷變動試驗。3.4.3 機組變負荷試驗優(yōu)化動態(tài)過程中的調節(jié)參數(shù)優(yōu)化AGC響應性能 案例：某600MW超臨界機組優(yōu)化后效果（2011年7月） 300600MW負荷區(qū)段，以9MW/MIN的速率進行90MW分段升降負荷試驗，所有參數(shù)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)品質都優(yōu)于技術要求。 升降負荷過程中，主蒸汽溫度最大偏差是7左右，達到優(yōu)良指標。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術四、節(jié)能減排改造一體化技術四、節(jié)能減排改造一體化技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1 1 主機改造技術主機改

13、造技術合缸改分缸提高參數(shù)提高參數(shù)可以降低煤耗約2g/kWh 使用條件：合缸改為分缸后需要增加一個軸承，要重新打基礎，因此需要現(xiàn)場有空間條件，并且會增加整個改造周期。見下頁汽機通流改造技術汽輪機提效擴容根據(jù)機組實際情況，汽輪機三缸通流改造，一般都可以提高銘牌出力5%10% 基于目前機組負荷率都普遍偏低，因此可以利用新技術，使機組在一個比較寬的負荷帶都保持較高運行效率。寬負荷運行可降低煤耗8-14g/kWh燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1 1 主機改造技術主機改造技術汽機提高參數(shù)提溫提壓跨代改造直接更換為超超臨界機型通過雙軸運行，增加一個超高壓缸亞臨界汽溫參數(shù)升級為566/566 亞臨界汽溫參數(shù)升級為

14、600/600，或更高溫度參數(shù)提溫不提壓超臨界汽溫參數(shù)升級為600/600，或更高溫度參數(shù)北侖電廠，改后煤耗可到265g/kWh，投資約15.4億，目前還沒有通過審批可降低煤耗4-5g/kWh可降低煤耗8-9g/kWh可降低煤耗5-6g/kWh燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1 1 主機改造技術主機改造技術鍋爐本體改造技術鍋爐擴容提高參數(shù)鍋爐整體性能優(yōu)化蒸發(fā)量增加增加5%5%蒸發(fā)量增加10%提溫提壓亞臨界壓力跨代升級為超超臨界鍋爐重建超臨界壓力升級為超超臨界壓力等級亞臨界鍋爐汽溫參數(shù)升級為571/569 鍋爐及管道系統(tǒng)進行改造亞臨界鍋爐汽溫參數(shù)升級為605/603，或更高溫度參數(shù)提溫不提壓超臨界鍋爐

15、汽溫參數(shù)升級為605/603，或更高溫度參數(shù)見下頁燃煤機組節(jié)能減排一體化技術鍋爐整體性能優(yōu)化汽水側阻力優(yōu)化煙氣側阻力優(yōu)化合理選擇管材受熱面匹配降低高溫受熱面熱偏差滿足蒸汽側腐蝕滿足強度要求滿足煙氣側腐蝕保證安全，節(jié)約成本低氮燃燒器改造及寬負荷脫硝燃煤機組節(jié)能減排一體化技術鍋爐低鍋爐低氮燃燒氮燃燒器改造器改造及寬負及寬負荷脫硝荷脫硝鍋爐低氮燃燒器改造煙氣再循環(huán)技術SCR升級改造省煤器分級改造增加零號高加煙氣旁路低負荷爐效降低寬負荷脫硝改造抑制鍋爐NOX生成提升再熱器汽溫降低NOx排放量熱水再循環(huán)簡單水旁路燃煤機組節(jié)能減排一體化技術1 1 主機改造技術主機改造技術1.3 發(fā)電機及主變配套改造技術

16、在汽輪機通流改造中，為了達到最大的經(jīng)濟效益，一般都會配套進行增容改造，增容范圍一般在510。如果機組進行增容改造，為了更好的匹配，那么發(fā)電機及主變就應該進行相應的校核及增容改造。 根據(jù)增容大小，發(fā)電機做相應的改造，調整氫壓、氫冷器擴容、定冷水冷卻器擴容、定冷泵電機改進、定子線棒更換、嵌線方式改進、定子出線軟連接線更換等等。 從目前來看，主變基本都能滿足要求，或者局部優(yōu)化即可（更換冷油器）。 燃煤機組節(jié)能減排一體化技術2 2 輔機改造技術輔機改造技術輔機改造技術機島輔機系統(tǒng)凝泵改變頻技術汽輪機通流改造配套改造，實現(xiàn)擴容、降耗凝汽器配套增容引增合一配合機組擴容，出力增大，相應進行節(jié)能及擴容改造一次

17、風機及送風機改造爐島輔機系統(tǒng)制粉系統(tǒng)改造增加變頻中心高、低壓加熱器燃煤機組節(jié)能減排一體化技術3 3 系統(tǒng)改造技術系統(tǒng)改造技術低加疏水系統(tǒng)改造高加增設外置蒸冷器軸封溢流系統(tǒng)優(yōu)化過熱器減溫水水源優(yōu)化鍋爐吹灰器汽源改造系統(tǒng)改造技術可降低煤耗0.2g/kWh可降低煤耗0.1g/kWh可降低煤耗0.5g/kWh可降低煤耗0.6g/kWh可降低煤耗0.06g/kWh煤耗下降值根據(jù)不同機組有所不同燃煤機組節(jié)能減排一體化技術4 4、供熱改造技術、供熱改造技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術 汽輪機高中壓缸結構緊湊，原設計一般未考慮預留抽汽口，而低壓缸由于抽汽參數(shù)低，抽汽容積流量大，增加抽汽口更加困難。供熱抽汽改造一

18、般考慮從主汽、高排、熱再、連通管打孔抽汽。 供熱改造抽汽口及方案的選擇需要根據(jù)熱源要求，實施具有針對性的方案，滿足機組安全、經(jīng)濟運行的前提下，最大限度滿足熱用戶要求。4 4、供熱改造技術、供熱改造技術燃煤機組節(jié)能減排一體化技術非調整抽汽可調整抽汽供熱改造技術煤耗下降值根據(jù)不同機組有所不同5.1 5.1 基本原理基本原理（a） 常規(guī)方案常規(guī)方案b）優(yōu)化方案）優(yōu)化方案 將汽機側相同熱量的低壓抽汽引到爐側預熱低溫空氣，減少空氣預熱過程的吸熱量，置換出部分高溫煙氣，并將這部分煙氣引入回熱系統(tǒng)加熱給水和凝結水，減少高壓抽汽流量，從而增加機組出力，達到節(jié)煤的目的。能夠置換的熱量占鍋爐總燃煤量的2%3.5%

19、，換個說法也就是6 10g/kw.h的煤。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術5 5、煙水復合回熱系統(tǒng)、煙水復合回熱系統(tǒng)采用空氣預熱器旁路的方式，置換出高溫煙氣加熱不同級別的給水，根據(jù)高低加抽汽的效率，最終節(jié)約煤4.5 7.5g/kwh，需要根據(jù)不同的機組具體設計煙氣余熱利用方案。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術5.25.2基本原理基本原理常規(guī)的煙氣余熱利用原理圖常規(guī)的煙氣余熱利用原理圖燃煤機組節(jié)能減排一體化技術5.35.3基本原理基本原理燃煤機組節(jié)能減排一體化技術5.4 5.4 工作基礎工作基礎燃煤機組節(jié)能減排一體化技術5.55.5目標目標案例1：京能岱海電廠2x600MW等級空冷機組應用系統(tǒng)圖燃煤機組節(jié)能

20、減排一體化技術5.6 5.6 案例案例（1）煙氣加熱較高溫度的給水和凝結水，減少回熱系統(tǒng)抽汽量，增加汽輪機出功。（2）消除煙囪白煙。 (3) 利用低品質#6#7抽汽熱量加熱冷風至80 100左右，解決空氣預熱器堵灰和低溫腐蝕。降低煤耗：機組降低煤耗5.6。案例1：系統(tǒng)作用返回1、汽機回熱系統(tǒng)多做功降低煤耗6.3g/kWh；2、廠用電降低導致煤耗降低0.5g/kWh；3、鍋爐熱風溫度降低影響煤耗約-1. 2g/kWh；4、最終煤耗收益為5.6g/kWh。案例1：最終降低煤耗案例2：中電國際遼寧清河電廠2x600MW等級濕冷機組應用系統(tǒng)圖清河旁路布置圖清河旁路布置圖- -加視圖加視圖-9.23.dwg-9.23.dwg5.6 5.6 案例案例（1）該機組燃燒高水分褐煤，提升一次風溫度，解決制粉系統(tǒng)干燥出力不足的問題。（2）降低電除塵入口煙氣溫度，提升電除塵效率。 (3) 采用水媒管式換熱器，利用低溫煙氣加熱冷空氣，解決空氣預熱器堵灰及冷端腐蝕問題。降低煤耗：機組降低煤耗6.5g/kW.h。案例1：系統(tǒng)作用返回1、汽機回熱