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福建省龍巖坑口火電廠工程鍋爐設(shè)計小結(jié)

欄目:鍋爐設(shè)計 發(fā)布時間:2018-08-21

電廠概況

福建省龍巖坑口火電廠位于龍巖市新羅區(qū)雁石鎮(zhèn),電廠廠區(qū)位于新蘆村東側(cè)、柯溪村南側(cè)的平地上。電廠南距雁石鎮(zhèn)約2.5km,龍巖市約25km。

福建省龍巖坑口火電廠工程一期建設(shè)規(guī)模為4X135MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的440t/h超高壓中間再熱循環(huán)流化床鍋爐;汽輪機(jī)為4135MW超高壓中間再熱凝汽式汽輪機(jī),其中12號機(jī)組汽機(jī)由哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn),3、4號機(jī)組由東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn);汽輪發(fā)電機(jī)均為山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠生產(chǎn)的135MW汽輪發(fā)電機(jī)。公用系統(tǒng)按4×135MW考慮。1、23、4號機(jī)組分別在20059月、200512月、20065月和20069月通過96小時滿負(fù)荷試運行。

鍋爐專業(yè)設(shè)計簡介

2.1  燃料及脫硫劑

2.1.1  煤質(zhì):福建龍巖無煙煤。

2.1.2  點火及助燃用油

點火和低負(fù)荷助燃油為0號輕柴油。

2.1.3  脫硫劑

摻燒石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫,石灰石來自福建省龍巖市,采用汽車運輸方式。

2.2  鍋爐規(guī)范

型式:超高壓中間再熱循環(huán)流化床鍋爐

臺數(shù):4

主要設(shè)計參數(shù):(括號內(nèi)為34號機(jī))

                                            B-MCR       

過熱蒸汽流量          t/h                     440    

過熱蒸汽出口壓力      MPa(g)                 13.7        

過熱蒸汽出口溫度      ℃                    540   

再熱蒸汽流量          t/h                  354.54(360.67) 

再熱蒸汽進(jìn)口壓力      MPa(g)                 2.74(2.82) 

再熱蒸汽進(jìn)口溫度      ℃                  322.7 (332.3)

再熱蒸汽出口壓力      MPa (g)                 2.56 (2.64)

再熱蒸汽出口溫度      ℃                  540

給水溫度:            ℃                  249(252.4)

熱風(fēng)溫度              ℃                      220  

排煙溫度              ℃                      142   

鍋爐計算熱效率(設(shè)計煤種,低位發(fā)熱量) %     88.62

鍋爐保證熱效率(設(shè)計煤種,低位發(fā)熱量) %     88

2.3  燃燒系統(tǒng)及輔助設(shè)備選擇

a.采用新型高效潔凈燃燒的循環(huán)流化床鍋爐,在爐內(nèi)摻燒石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫。

b.采用二級點火系統(tǒng),即由高能點火油槍點燃輕油,再點燃煤,油槍采用簡單機(jī)械霧化。

c.點火及助燃用油為0號輕柴油。

d.煙風(fēng)系統(tǒng)設(shè)250%容量一次風(fēng)機(jī);250%容量二次風(fēng)機(jī);2100%容量冷渣器風(fēng)機(jī),一運一備;350%容量的高壓流化風(fēng)機(jī),兩運一備;250%容量吸風(fēng)機(jī);1臺五電場除塵器。

e.給煤為后墻二級給煤,每條給煤線容量為120%BMCR的耗煤量。

f.飛灰再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)2臺飛灰再循環(huán)風(fēng)機(jī)。

g.啟動用煙煤點火,每爐設(shè)一個煙煤倉和一臺煙煤給煤機(jī)。

設(shè)計優(yōu)缺點小結(jié)

 目前,四臺鍋爐能穩(wěn)定連續(xù)運行,從設(shè)計的角度來看,鍋爐廠的鍋爐設(shè)計和設(shè)計院的輔機(jī)選型、煙風(fēng)煤系統(tǒng)設(shè)計總體是合理的,有許多的優(yōu)點可以肯定的,如鍋爐選型合適,燃燒穩(wěn)定,能連續(xù)運行;設(shè)置煙煤倉主要為加快啟動時間和節(jié)省燃油起到應(yīng)有作用;給煤系統(tǒng)煤倉設(shè)置疏松機(jī)起到一定作用;耐壓刮板給煤機(jī)的給煤口經(jīng)改進(jìn)不堵煤。也存在部分不足之處,如鍋爐廠配套的風(fēng)水聯(lián)合冷渣器無法連續(xù)運行;爐床溫度運行比設(shè)計低;過熱器溫度偏低;一次風(fēng)運行風(fēng)量與風(fēng)壓比設(shè)計值小,風(fēng)門開度很小等問題,有待以后改進(jìn)。

3.1  鍋爐選型

福建無煙煤煤質(zhì)干燥無灰基揮發(fā)份(Vdaf)低,難著火、難穩(wěn)燃、難燃燼,灰熔點低,屬典型的劣質(zhì)無煙煤。因煤質(zhì)的特殊性,燃用福建無煙煤鍋爐的大型化,是擺在大家面前的一個課題,鍋爐選型是否合適,對整個工程意義重大,直接影響到整個電廠是否能連續(xù)穩(wěn)定運行,全廠的熱效率和經(jīng)濟(jì)性是否能維持在一個較高水平(相對燃福建無煙煤電廠),我院對此極為關(guān)注,從可研一開始就會同業(yè)主進(jìn)行調(diào)研,征集各個鍋爐廠的意見,編寫了《鍋爐選型專題報告》,對135MW級循環(huán)流化床鍋爐和“W”火焰煤粉鍋爐進(jìn)行比選,推薦采用循環(huán)流化床鍋爐,在招標(biāo)階段,會同省內(nèi)鍋爐方面的專家,極力推薦循環(huán)流化床采用汽冷旋風(fēng)分離器。

目前,從四臺鍋爐運行的情況來看,燃燒穩(wěn)定,床溫控制在920℃-950℃,爐床和回料腿基本不結(jié)焦,能穩(wěn)定連續(xù)運行,鍋爐熱效率可達(dá)86(除塵器第一電場收集的飛灰,其飛灰再循環(huán)未投),不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷約50%,基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo),相信經(jīng)過不斷摸索,各指標(biāo)還會提高,因此,我們認(rèn)為鍋爐選型是合適的,適宜燃用福建無煙煤,為300MW級鍋爐選用循環(huán)流化床鍋爐提供有力的支撐。

3.2  設(shè)置煙煤倉

福建無煙煤著火難,要在650℃以上,有時高達(dá)900℃才能穩(wěn)定著火燃燒,加上來煤的多樣性,入爐煤煤質(zhì)和粒度難以保證,因此,設(shè)置了煙煤倉,幾何容積35m3,主要是啟動時用煙煤點火,另外煙煤可在鍋爐壓火運行用,也可用煙煤倉上啟動床料。

一臺鍋爐冷態(tài)啟動時:投油——投無煙煤(650℃時投)——斷油:實際耗油量約25噸。而采用投油到450℃時投煙煤,750℃時投無煙煤的啟動方案,實際耗油量約15噸,耗煙煤約20噸。

啟用點火煤系統(tǒng)可以節(jié)省燃油消耗,節(jié)省運行費用,每次啟動節(jié)省費用計算如下:

1) 投油到投無煙煤(650℃時投)點火實際耗油量約25噸。

燃油耗費:

燃油消耗:25噸(一臺爐)

燃油價格:0.495萬元/

燃油耗費:0.495×25 = 12.375(萬元)

2) 投油到450℃時投煙煤,750℃時投無煙煤,實際耗油量約15噸,煙煤約20噸。

燃油耗費:

燃油消耗:15噸(一臺爐)

燃油價格:0.495萬元/

燃油耗費:0.495×15 = 7.425(萬元)

煙煤耗費:

假定點火煙煤低位發(fā)熱量為21300KJ/kg,

標(biāo)煤價格:460/噸;

燃煤消耗:20噸(一臺爐);

折算到標(biāo)煤:20×21300/7000×4.1868=14.5t

標(biāo)煤耗費:14.5×4606670

總點火耗費:7.4250.6678.092萬元

每點火一次啟用煙煤系統(tǒng)比直接點燃無煙煤節(jié)省費用: 12.375-8.092=4.283萬元

從以上可以看出,鍋爐冷態(tài)啟動一次采用油和煙煤聯(lián)合啟動比只采用油啟動節(jié)省費用4.283萬元,而增加煙煤系統(tǒng)初投資將增加約40萬,估計在一年時間就能收回投資,可見將來運行將節(jié)省不少運行費用。

3.3  給煤系統(tǒng)

鍋爐給煤為后墻二級給煤,無煙煤從無煙煤倉經(jīng)電動插板門后落到耐壓稱重皮帶給煤機(jī),由皮帶給煤機(jī)送至刮板給煤機(jī)后送入爐膛,每條給煤線容量為120%BMCR的耗煤量。                                                

每臺爐設(shè)兩個幾何容積348m3無煙煤倉,無煙煤倉內(nèi)忖不銹鋼,在煤斗入口(大小800mmx800mm)至上部3m處安裝煤斗疏松機(jī),剛開始運行時,煤斗時有堵煤,主要在混凝土煤斗出口至耐壓稱重給煤機(jī)入口約1.5米的長度,煤斗疏松機(jī)能疏松到的位置不堵。堵煤主要原因是煤比較潮濕,后來,上煤注意上干燥一些的煤,這樣,運行基本順暢。安裝的煤斗疏松機(jī)是有效果的。

在耐壓刮板給煤機(jī)的落料口,取消了常規(guī)的容易堵煤的旋轉(zhuǎn)給料閥,安裝一道手動插板門和一道電動可調(diào)插板門,并且采納哈鍋廠的意見,對直接接入的二次風(fēng)密封風(fēng)直接連接接口進(jìn)行處理,改為風(fēng)箱連接,解決了許多同類電廠在此堵煤的問題。下圖為直接開孔圖1和風(fēng)箱連接圖2

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3.4  冷渣器

本工程一號機(jī)使用的冷渣器為風(fēng)水聯(lián)合冷渣器,由鍋爐廠供貨,1號機(jī)從一開始運行就會堵煤、結(jié)焦,都是從事故排渣口進(jìn)行排渣,造成熱量損失,操作運行困難,鍋爐底層灰渣污染嚴(yán)重。主要原因是福建無煙煤的煤層較薄,煤礦較小,礦點多,來煤煤質(zhì)具有多樣性且參有石塊和矸石,輸煤破碎系統(tǒng)運行困難,入爐煤粒度難以保證;有時來煤煤質(zhì)灰分較大也是一個原因。

  對風(fēng)水聯(lián)合冷渣器無法正常運行情況,在23、4號爐安裝時,改用滾筒冷渣器,取消冷渣器冷卻風(fēng)機(jī),其冷卻水仍用凝結(jié)水,接一根抽空氣管到煙道。滾筒冷渣器運行狀況良好,能保持連續(xù)穩(wěn)定運行,目前,1號爐也改為滾筒冷渣器,需要解決的是冷渣器排渣至渣倉的輸送問題。

3.5  儀用壓縮空氣

本工程共設(shè)置530Nm3/min螺桿空壓機(jī),儀用壓縮空氣設(shè)計為:4臺機(jī)組用氣量最大時運行330Nm3/min螺桿空壓機(jī)。按鍋爐廠家提供的壓縮空氣量加上各儀表閥門用氣全廠共3576 Nm3/h,考慮微熱再生損失10%,另外考慮20%裕量,需要容量4720 Nm3/h3臺機(jī)組運行時共5400 Nm3/h。每臺機(jī)組儀用壓縮空氣量如下:

1)油槍和點火器套管用壓縮空氣量為720Nm3/h(可用高壓流化風(fēng)或二次風(fēng)代替)。

2)火焰檢測器套管用儀用壓縮空氣量為72 Nm3/h。

3)料位監(jiān)視器、錐形閥、防堵型測壓元件和其它氣動閥門儀用氣量250 Nm3/h。

4)汽機(jī)儀用氣量50 Nm3/h。

5)化水用氣量300 Nm3/h(全廠)

實際運行,全廠需要約530Nm3/min空壓機(jī)運行才能滿足其用量,其原因主要是鍋爐用氣點多,其用氣量難以提資準(zhǔn)卻、冷卻用氣用閥門很難控制量。

現(xiàn)場解決的辦法是把油槍和點火器套管用壓縮空氣、火焰檢測器套管用壓縮空氣改用除灰專業(yè)原氣力出渣空壓機(jī)提供壓縮空氣。

建議以后135MW級及以上循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計壓縮空氣量時應(yīng)考慮:1、如果鍋爐有連續(xù)送壓縮空氣冷卻的量應(yīng)考慮1.5~2倍的壓縮空氣量。2、類似油槍和點火器套管用壓縮空氣可用高壓流化風(fēng)或二次風(fēng)代替的盡量考慮用其它風(fēng)機(jī)。

3.6  冷一次點火風(fēng)風(fēng)門

冷一次風(fēng)去點火筒原設(shè)計用一道調(diào)節(jié)門,在正常運行時一道調(diào)節(jié)門關(guān)閉不嚴(yán),漏風(fēng)大,會引起尾部排煙溫度提高,爐床溫度降低,降低了鍋爐熱效率。

現(xiàn)在總管上增加一道電動門,減少漏風(fēng)。

3.7  鍋爐運行情況

鍋爐如果排除上煤和出渣的因素,基本能穩(wěn)定燃燒,連續(xù)運行,例如,1號爐在額定負(fù)荷時,床溫,爐膛和和回料腿的溫度約920~930℃,基本不結(jié)焦,能穩(wěn)定連續(xù)運行,但也存在一些問題,比如:1 .運行床溫920~930℃與設(shè)計溫度960℃有偏差;2.剛開始運行排煙溫度約150℃,運行一段時間后排煙溫度約180℃;3.主汽溫度~525℃偏低;4.一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓值小,設(shè)計值240121Nm3/h,18.232KPa,運行約120000Nm3/h,12.0KPa,與設(shè)計值偏差較大(一次風(fēng)機(jī)和風(fēng)壓時根據(jù)鍋爐廠提供數(shù)據(jù)設(shè)計的)。這些運行參數(shù),將為鍋爐廠將來設(shè)計類似鍋爐提供數(shù)據(jù),進(jìn)一步研究該如何改進(jìn)鍋爐設(shè)計。

結(jié)束語

本文簡要介紹了福建省龍巖坑口火電廠(4×135MW)工程鍋爐專業(yè)設(shè)計的原則特點,對其優(yōu)缺點進(jìn)行小結(jié),介紹較為重要或較新問題的處理方法,供同類機(jī)組設(shè)計參考,還有許多的小問題不再一一羅列。

 

文章作者:福建省電力勘測設(shè)計院 楊成達(dá)