变负荷机组锅炉经济连续排污流量的确定

禹金龙，仲根贵，戴国伟，刘涛

（宁波钢铁有限公司，浙江宁波315807）

变负荷机组锅炉经济连续排污流量的确定

禹金龙，仲根贵，戴国伟，刘涛

（宁波钢铁有限公司，浙江宁波315807）

通过开展变负荷机组的热化学实验，监督不同负荷工况下的汽水品质，确定较为经济的锅炉连续排污流量，对产生的效益进行了分析和计算。

变负荷；连排；效益

1 前言

宁波钢铁有限公司是一家钢铁联合企业，炼焦、炼铁、炼钢生产过程中产生大量副产煤气。为充分利用富余的煤气，余能发电厂建成一套135 MW汽轮发电机组。作为公司煤气系统的缓冲用户，负荷受全公司煤气平衡影响，大幅度频繁波动，增大了汽水品质的控制难度。通过开展热化学试验，确定机组变负荷工况下较为经济的锅炉连续排污流量，具有一定的经济效益。

2 试验目的

(1)在连续排污阀开度一定的情况下，通过化学实验，掌握不同负荷情况下水质的变换情况。

(2)在保证水质的前提下，确定经济的连排流量。

3 试验方案

逐渐关小连排调节阀的开度，同时观察该连排流量及汽水品质随机组负荷变化情况。试验前，连排调节阀在40%的开度时，水质能够保证合格。

4 数据分析

经过近半个月的试验，收集了有代表性的数据。下面是连排调节阀开度分别为26%、20%、15%时水质随负荷变化情况。

(1)连排阀开度26%，汽水监督记录，见表1。

表1 连排阀开度26%汽水监督记录

（2）连排阀开度20%，汽水监督记录，见表2。

（3）连排阀开度15%，汽水监督记录，见表3。

表2 连排阀开度20%汽水监督记录

表3 连排阀开度15%汽水监督记录

5 试验结论

（1）当锅炉负荷处于48～81 MW区间段，连排开度15%时，炉水含盐量（SiO2）连续24 h超过国标范围（或高位运行GBSiO2≤450 μg/L）。该开度及排污量为极限。15%开度后期，K+H合格率由100%下降为50%。

(2)当锅炉负荷处于45～117 MW区间段，连排开度26%时，炉水含盐量（SiO2）均符合国标范围，该开度及排污量过大。26%开度期间，K+H合格率100%。

(3)当锅炉负荷处于49～101 MW区间段，连排开度20%时，炉水含盐量（SiO2）基本在国标范围内（350～400 μg/L）。该开度及排污量为可靠运行数据。20%开度期间，K+H基本合格，但在高位运行（0.2～0.3 μs/cm，GB≤0.3 μs/cm）。

(4)整个试验阶段，过热蒸汽、饱和蒸汽均合格（Na+≤5 μg/L、SiO2≤20 μg/L）。极限开度时为炉水含盐量超标。

(5)锅炉负荷在50～100 MW之间时，能够保证机组汽水各项指标均合格的经济连排开度是20%。

6 效益分析

据每日除盐水补充量统计，与排污开度调整前相比，锅炉每天可少消耗除盐水约75 t。如机组平均负荷按75 MW(50%额定负荷)计算，则效益可分为两部分，及节约除盐水和提高发电效益。

6.1 节约除盐水成本

月效益=w1伊M伊t=10伊75×30=2.75万元

w1—除盐水价格，10.00元/t；

M—每天节约的除盐水量，75 t；

t—每月运行时间，30天。

6.2 减少热损失带来的发电效益

1）被除氧器回收的连排扩容器内闪蒸蒸汽量

设：机组负荷为75 MW时，1 kg连排水进入扩容器后产生的蒸汽为x kg，则有：

h忆1—机组负荷为75 MW（50%额定负荷），汽包压力7.5 MPa，温度按290℃计算时，对应饱和水的比焓，1291.7 kJ/kg；

h忆2—机组负荷为75 MW（50%额定负荷），除氧器压力0.5 MPa，温度按151℃计算时，对应饱和水的比焓，640.35 kJ/kg；

酌—压力为0.5 MPa，1 kg饱和水变成1 kg饱和蒸汽所需要的热量，即汽化潜热，2108.2 kJ/kg。

2）每天减少的连排水量

如表5到表7的数据所示，市场需求缩小时的最优策略与供应链收益的变化规律几乎与市场需求增大时相同.唯独在市场需求减小时期望订货量

M—每天节约的除盐水量，75 t；

x—每kg连排水被除氧器回收的比例，即1 kg连排水进入连排扩容器后产生的闪蒸蒸汽量，0.309。

说明：假定产生的闪蒸蒸汽全部被除氧器回收，且为干饱和蒸汽。

3）减少连排水所带走的热量损耗

Q=1000×(m·h忆1-m·x·h忆2)

=1000×(108.5×1291.7-108.5×0.309×640.35)

=1.187×108kJ

m—每天减少的连排水量，108.5 t

h忆1—机组负荷为75 MW（50%额定负荷），汽包压力7.5 MPa，温度按290℃计算时，对应饱和水的比焓，1291.7 kJ/kg；

h忆2—机组负荷为75 MW（50%额定负荷），除氧器压力0.5 MPa，温度按151℃计算时，对应饱和水的比焓，640.35 kJ/kg；

4）减少的热损耗可提高发电效益

=12.51万殛

w2—电价，0.30元/kWh；

Q—减少连排水所带走的热量损耗，1.187×108。

q—机组50%负荷时的热耗，8539.4 kJ/kWh；

t—每月运行时间，30天。

6.3 总效益包括减少的除盐水消耗成本和减少热损失带来的发电效益的综合。每月效益可用下面公式计算：

月效益=节约除盐水成本+提高发电效益=2.25+ 12.51=14.76万元。

7 结论

变负荷机组可通过试验确定较为经济的连排流量，在保证汽水品质的前提下实现节能减排。

[1]初立杰.电厂化学[M].北京:中国电力出版社,1993.

[2]火力发电厂水汽试验方法标准规程汇编[M].北京:中国标准出版社,1995.

[3]华自强，张忠进.工程热力学[M].北京:高等教育出版社,1999.

Economic Determination of the Flowrate of Continuous Waste Water Drainage from Boilers of Load-varying Generators

Yu Jinlong,Zhong Gengui,Dai Guowei,Liu Tao
(Ningbo Iron and Steel Co.Ltd.,Ningbo,Zhejiang 315807,China)

Through thermo-chemical experiment of the load-varying generating unit to monitor the steam and water quality under different loads,the economical flowrate of continuous waste water drainage was determined.Benefit resulted was also analyzed and calculated.

load varying;continuous waste water drainage;benefit

TK229

B

1006-6764（2014）09-0050-03

2014-05-09

禹金龙（1980-），男，辽宁沈阳人，2003年毕业于东北大学热能与动力工程专业，工程师，现从事锅炉运行技术管理工作。