燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)

燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第一頁，共74頁。節(jié)能減排工作思路診斷試驗及評估優(yōu)化運行技術(shù)節(jié)能減排改造一體化技術(shù)結(jié)論目錄第二頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)一.節(jié)能減排工作思路第三頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)1.1準備第四頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)1.2診斷試驗及評估第五頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)1.3.節(jié)能減排技術(shù)路線第六頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)1.4.節(jié)能減排項目實施路第七頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)1.5.優(yōu)化運行第八頁，共74頁。二

診斷試驗及評估燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)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(shè)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(shè)施進行全面的技術(shù)評估。

為了能準確評價機組各主輔設(shè)備的能力，需要對機組進行汽輪機、鍋爐及環(huán)保設(shè)備的摸底診斷試驗、最大出力性能評估試驗。2.1診斷試驗及評估的目的第九頁，共74頁。1、確定在改造前機組經(jīng)濟性的基準點；2、確定各設(shè)備的性能指標及最大出力能力；3、確定改造設(shè)備的基本范圍；4、優(yōu)化改造設(shè)計方案的基礎(chǔ)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(shù)2.2診斷試驗及評估的作用第十頁，共74頁。2.3診斷試驗及評估內(nèi)容輔機試驗?zāi)ッ簷C及制粉系統(tǒng)一次風(fēng)機送風(fēng)機引風(fēng)機增壓風(fēng)機（如有）鍋爐試驗鍋爐汽水參數(shù)qv、qF鍋爐熱效率煙風(fēng)量及煙風(fēng)系統(tǒng)阻力燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第十一頁，共74頁。輔機系統(tǒng)試驗給水系統(tǒng)凝結(jié)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(shù)2.3診斷試驗及評估內(nèi)容第十二頁，共74頁。輔機試驗輸灰除渣系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)稀釋風(fēng)機、液氨供給系統(tǒng)氧化風(fēng)機、石灰漿液、工藝水處理系統(tǒng)環(huán)保試驗除塵系統(tǒng)（除塵器效率、阻力等）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(shù)2.4診斷試驗及評估內(nèi)容第十三頁，共74頁。三

運行優(yōu)化技術(shù)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第十四頁，共74頁。三

運行優(yōu)化技術(shù)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第十五頁，共74頁。3.1汽輪機及輔機系統(tǒng)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第十六頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)3.2鍋爐及輔機系統(tǒng)第十七頁，共74頁。3.2.1鍋爐燃燒調(diào)整制粉系統(tǒng)（含磨煤機運行優(yōu)化）風(fēng)煙系統(tǒng)（含送引風(fēng)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(shù)第十八頁，共74頁。鍋爐制粉系統(tǒng)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第十九頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)第二十頁，共74頁。投自動配風(fēng)方式燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第二十一頁，共74頁。燃燒調(diào)整后，投自動運行情況燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第二十二頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)燃燒調(diào)整后，投自動運行末過管壁溫度第二十三頁，共74頁。3.2.2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(shù)三

運行優(yōu)化技術(shù)第二十四頁，共74頁。材料幾何參數(shù)時間溫度材料成分氧化皮生成速度晶粒度幾何參數(shù)材料處理工藝3.2.2氧化皮綜合治理（從運行優(yōu)化方面控制熱偏差）燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第二十五頁，共74頁。案例1：管子出口汽溫和氧化皮厚度對應(yīng)關(guān)系江蘇太倉某電廠不同的SOFA風(fēng)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(shù)第二十六頁，共74頁。江蘇太倉某超臨界鍋爐管內(nèi)實測氧化皮壁厚和熱偏差分布的關(guān)系燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第二十七頁，共74頁。案例2：燃燒調(diào)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（2008年12月，SOFA風(fēng)正切15度）燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第二十八頁，共74頁。珠海金灣電廠#3爐末過屏間熱偏差曲線（珠海電廠，2012年8月，燃燒調(diào)整后，投自動運行）燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第二十九頁，共74頁。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1啟動投減溫水燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第三十頁，共74頁。案例2水壓試驗后啟爐鍋爐啟動過程中A側(cè)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(shù)第三十一頁，共74頁。措施預(yù)判/控制減緩預(yù)防機組一旦發(fā)生氧化皮集中剝落事故，采取合適的措施對氧化皮進行監(jiān)測對管內(nèi)氧化皮情況做到大概掌握，合理控制爐內(nèi)壁溫合理運行控制熱偏差盡量減緩氧化皮的生成速度治理思路：預(yù)防

減緩預(yù)判措施在選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計等初期就對氧化皮的生成做好預(yù)防氧化皮治理方式燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第三十二頁，共74頁。3.2.2低負荷穩(wěn)燃及NOx排放控制磨的組合

配風(fēng)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)三

運行優(yōu)化技術(shù)第三十三頁，共74頁。3.3環(huán)保設(shè)備運行優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第三十四頁，共74頁。脫硝從鍋爐燃燒調(diào)整控制SCR入口NOX濃度擋板開度/吹灰器投運等調(diào)節(jié)SCR入口煙溫噴氨量氨逃逸率第三十五頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)脫硫脫硫塔液位阻力SO2排放濃度第三十六頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)除塵除塵器高頻電源調(diào)節(jié)方式除塵器電場組合運行方式除塵器漏風(fēng)率粉塵排放濃度第三十七頁，共74頁。3.4控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第三十八頁，共74頁。

3.4.1控制子系統(tǒng)優(yōu)化一次風(fēng)壓爐膛負壓送風(fēng)/氧量控制主/再熱器汽溫制粉系統(tǒng)冷、熱風(fēng)門開度燃燒器二次風(fēng)門汽包水位滑壓曲線環(huán)保設(shè)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(shù)通過試驗找到各子系統(tǒng)控制函數(shù)根據(jù)回路特性設(shè)置基本的調(diào)節(jié)參數(shù)，投入自動后進行擾動試驗，修改參數(shù)直到能夠滿足控制要求。第三十九頁，共74頁。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主要完成機爐的協(xié)調(diào)控制，以及鍋爐風(fēng)煤協(xié)調(diào)的燃燒控制。滿足AGC調(diào)節(jié)要求的協(xié)調(diào)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(chǔ)的CCS控制系統(tǒng)。協(xié)調(diào)控制的調(diào)試主要包括如下內(nèi)容如下：燃燒調(diào)整試驗相關(guān)函數(shù)的確認熱量信號的整定鍋爐主控汽機主控壓力設(shè)定3.4.2協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第四十頁，共74頁。機、爐協(xié)調(diào)控制風(fēng)、煤協(xié)調(diào)控制煤、水系統(tǒng)控制3.4.2協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第四十一頁，共74頁。某600MW超臨界機組投協(xié)調(diào)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(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第四十二頁，共74頁。3.4.2協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)優(yōu)化燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)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AGC優(yōu)化調(diào)試第四十三頁，共74頁。低氮燃燒改造后的AGC優(yōu)化調(diào)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。

優(yōu)化調(diào)試內(nèi)容：對鍋爐燃燒相關(guān)MCS系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計、組態(tài)并投運，根據(jù)鍋爐燃燒調(diào)整試驗的結(jié)果，整理并修改相應(yīng)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。第四十四頁，共74頁。3.4.3機組變負荷試驗優(yōu)化動態(tài)過程中的調(diào)節(jié)參數(shù)優(yōu)化AGC響應(yīng)性能案例：某600MW超臨界機組優(yōu)化后效果（2011年7月）

300～600MW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(zhì)都優(yōu)于技術(shù)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(shù)第四十五頁，共74頁。四、節(jié)能減排改造一體化技術(shù)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)第四十六頁，共74頁。1主機改造技術(shù)合缸改分缸提高參數(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(chǔ)，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(shù)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(shù)，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(shù)第四十七頁，共74頁。1主機改造技術(shù)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(shù)第四十八頁，共74頁。1主機改造技術(shù)鍋爐本體改造技術(shù)鍋爐擴容提高參數(shù)鍋爐整體性能優(yōu)化蒸發(fā)量增加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(shù)第四十九頁，共74頁。鍋爐整體性能優(yōu)化汽水側(cè)阻力優(yōu)化煙氣側(cè)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(cè)腐蝕滿足強度要求滿足煙氣側(cè)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(shù)第五十頁，共74頁。鍋爐低氮燃燒器改造及寬負荷脫硝鍋爐低氮燃燒器改造煙氣再循環(huán)技術(shù)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(shù)第五十一頁，共74頁。1主機改造技術(shù)1.3發(fā)電機及主變配套改造技術(shù)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5％～10％。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(yīng)該進行相應(yīng)的校核及增容改造。根據(jù)增容大小，發(fā)電機做相應(yīng)的改造，調(diào)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(shù)第五十二頁，共74頁。2輔機改造技術(shù)輔機改造技術(shù)機島輔機系統(tǒng)凝泵改變頻技術(shù)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(yīng)進行節(jié)能及擴容改造一次風(fēng)機及送風(fēng)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(shù)第五十三頁，共74頁。3系統(tǒng)改造技術(shù)低加疏水系統(tǒng)改造高加增設(shè)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(shù)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(shù)第五十四頁，共74頁。4、供熱改造技術(shù)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)汽輪機高中壓缸結(jié)構(gòu)緊湊，原設(shè)計一般未考慮預(yù)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。第五十五頁，共74頁。4、供熱改造技術(shù)燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)非調(diào)整抽汽可調(diào)整抽汽供熱改造技術(shù)煤耗下降值根據(jù)不同機組有所不同第五十六頁，共74頁。5.1基本原理（a）常規(guī)方案b）優(yōu)化方案將汽機側(cè)相同熱量的低壓抽汽引到爐側(cè)預(yù)熱低溫空氣，減少空氣預(yù)熱過程的吸熱量，置換出部分高溫?zé)煔猓⑦@部分煙氣引入回?zé)嵯到y(tǒng)加熱給水和凝結(jié)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?cè)济毫康?%～3.5%，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(shù)5、煙水復(fù)合回?zé)嵯到y(tǒng)第五十七頁，共74頁。采用空氣預(yù)熱器旁路的方式，置換出高溫?zé)煔饧訜岵煌墑e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(shè)計煙氣余熱利用方案。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)5.2基本原理第五十八頁，共74頁。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(shù)5.3基本原理第五十九頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)5.4工作基礎(chǔ)第六十頁，共74頁。燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)5.5目標第六十一頁，共74頁。案例1：京能岱海電廠2x600MW等級空冷機組應(yīng)用系統(tǒng)圖燃煤機組節(jié)能減排一體化技術(shù)5.6案例第六十二頁，共74頁。（1）煙氣加熱較高溫度的給水和凝結(jié)水，減少回?zé)嵯到y(tǒng)抽汽量，增加汽輪機出功。（2）消除煙囪白煙。(3)利用低品質(zhì)#6#7抽汽熱量加熱冷風(fēng)至80～100℃左右，解決空氣預(yù)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)作用第六十三頁，共74頁。返回1、汽機回?zé)嵯到y(tǒng)多做功降低煤耗6.3g/kWh；2、廠用電降低導(dǎo)致煤耗降低0.5g/kWh；3、鍋爐熱風(fēng)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：最終降低煤耗第六十四頁，共74頁。案例2：中電國際遼寧清河電廠2x600MW等級濕冷機組應(yīng)用系統(tǒng)圖清河旁路布置圖-加視圖-9.23.dwg5.6案例第六十五頁，共74頁。（1）該機組燃燒高水分褐煤，提升一次風(fēng)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?zé)煔饧訜崂淇諝?，解決空氣預(yù)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)作用第六十六頁，共74頁。返回1、汽機回?zé)嵯到y(tǒng)多做功降低煤耗7.2g