某国产300 MW机组暖风器疏水系统改造热经济性分析

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(1.河北华电石家庄裕华热电有限公司 发电运行部，河北 石家庄 051430；2.河北省电力勘测设计研究院 工艺部，河北 石家庄 050031)

某国产300 MW机组暖风器疏水系统改造热经济性分析

闫丽涛1，史志杰2

(1.河北华电石家庄裕华热电有限公司 发电运行部，河北 石家庄 051430；2.河北省电力勘测设计研究院 工艺部，河北 石家庄 050031)

某国产300 MW机组暖风器疏水回收方案为“暖风器—疏水泵—除氧器”，运行过程中经常发生暖风器开裂、泄漏；疏水泵汽蚀；疏水无法正常回收等故障。为了解决此问题，建议采用“暖风器—疏水器—凝汽器”方案。利用等效热降理论对两种方案进行了热经济性比较，并给出详细的计算过程。最终得出“暖风器—疏水器—凝汽器”方案系统简单，经济性好。

暖风器疏水；疏水泵—除氧器；疏水器—凝汽器；等效热降；热经济性比较

目前暖风器疏水回收在实际应用上存在很多问题，对电厂的设备投入率，补给水率，厂用电率等指标均会产生影响。特别是疏水系统，一旦出现故障，会造成大量的水资源和热量的浪费。同时，疏水系统出现问题还将波及暖风器本体，使暖风器疏水不畅导致汽水共存，造成暖风器内部水击撞管产生振动及腐蚀，引起暖风器开裂、泄漏[1-2]。目前大部分电厂暖风器疏水回收方式主要有两种：一，高压疏水，用疏水泵打至除氧器；二，低压疏水，加装自由浮球式疏水器，疏至凝汽器[3-5]。两种方式均能实现水资源的回收，水的数量上是相同的，主要区别在于水热量回收的不同位置对汽轮机做功造成的影响。理论上讲，疏水回收到高压场合可以回收一部分功，回收到低压场合基本上没有功的回收。然而回收到高压场合的方案中问题较多，以某300 MW机组为例，疏水箱水位检测故障及疏水泵耗电量、疏水泵汽蚀问题，复杂的控制逻辑系统，设备的维护和检修等等，其弊远大于利。本文应用等效热降理论[6]，对该机组暖风器不同疏水回收方式进行详细的热经济性比较，并从技术经济角度得出该机组暖风器疏水系统采用“暖风器—疏水器—凝汽器”方案结构简单，故障率低，经济性较好。

1 机组情况

某国产300 MW机组，锅炉为上海锅炉厂制造，亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架的∏型汽包炉。在一次风机和送风机入口处均设有暖风器。暖风器疏水通过暖风器疏水箱，疏水泵打至除氧器。暖风器自2011年投运后，经常因疏水不畅，导致暖风器疏水管道振动，泄漏，泄漏的蒸汽进入空预器，加剧了堵灰、腐蚀，造成空预器漏风率高，一、二次风温低，经常需要停运暖风器进行堵漏工作。暖风器疏水泵常发生汽蚀，出力不足，检修维护工作量很大，严重影响机组的安全、经济运行。通过与国内类似机组进行交流，建议采用“暖风器—疏水器—凝汽器”改造方案，该改造工程技术比较成熟。

2 两种方案热经济性分析

基于等效热降理论[6]，以额定工况为例，整理数据如表1(数据来源于该厂的热力计算书)。

表1 基础数据

2.1 各级抽汽效率的计算

电厂的回热系统结构已定，因此回热系统结构矩阵如下

对本厂机组额定采暖抽汽工况的数据进行计算，采用计算工具MATLAB6.5，计算各级抽汽效率结果如下

2.2 各级抽汽等效热降的计算

由等效热降理论可得出各抽汽段等效热降(包括新蒸汽)，具体如下

(1)

对该厂300 MW机组，各级抽汽等效热降计算如下

对该厂机组额定工况的数据进行计算，利用计算工具MATLAB6.5，得出各级抽汽等效热降如下

其中H0即为新蒸汽的等效热降。

2.3 疏水不同回收方式回收功的计算

(1)暖风器—疏水泵—除氧器方案

暖风器疏水回收至第j号加热器，相对于1 kg燃料可回收功

(2)

该厂疏水回收至高压除氧器，相当于热水携带热量从主凝结水管路进4号加热器系统。装置经济性提高

(3)

由各热经济指标间的变化关系可知，δb=δηi=0.068 7g/kW·h

(2)暖风器—疏水器—凝汽器方案

暖风器疏水回收至凝汽器，相对于1 kg燃料可回收功。

ΔH=0 kJ/kg

(4)

2.4 疏水泵耗功对机组经济性的影响

(1)暖风器—疏水泵—除氧器方案

由该厂实际所作试验，暖风器疏水泵间断运行1 h耗电量为8 kW·h。

即此耗电量引起的机组等效热降的变化为

ΔH=ΔE=8×0.36=2.88 kJ/kg

(5)

装置经济性降低。

(6)

由各热经济指标间的变化关系可知，δb=δηi=0.2704 g/kW·h

(2)暖风器—疏水器—凝汽器方案

暖风器疏水不需要疏水泵直接通过疏水器进入凝汽器。

ΔH=0 kJ/kg

(7)

对以上计算结果进行总结，如表2所示。

表2 两种方案的经济性计算结果比较

由表2可以看出，“暖风器—疏水器—凝汽器”方案与“暖风器—疏水泵—除氧器”方案相比，对机组热经济性的实际影响是升高，平均发一度电使机组煤耗降低0.201 7 g/kW·h。

每年暖风器投用时间按151天(每年11月1日至第二年3月31日)计算，其中供热期120天，非供热期31天，按照供热期每天一台机组的发电量440 MW·h，非供热期420 MW·h计算，煤价按760元/t，则一年节约费用:

(120×440×1000+31×420×1000)×0.2017/1000/1000×760=10 089.679元

另外，无论采用“暖风器—疏水泵—除氧器”方案还是“暖风器—疏水器—凝汽器”方案均能达到暖风器疏水量的回收。在这一点上两者是相同的。

采用“暖风器—疏水泵—除氧器”方式，容易产生疏水泵的汽蚀，需要设置低位水箱，水位变送器，控制单元及回路，疏水泵，电机，配电开关，再循环调节阀[8-9]等等，总投资大约30万元。而“暖风器—疏水器—凝汽器”方式只需要一个疏水器和几个手动门，总投资约6万元，且运行调节灵活，只需依据风温要求调节暖风器的进汽量，疏水器能自动调节疏水流量，不需要运行人员对疏水系统做任何调节，启停时尽量做到不影响真空，切换几个手动门时要按照相应的运行规程(类似于小机密封水回收由地沟倒至凝汽器的方式)不需要任何外力驱动，节约了能源。

从技术经济成本分析得出，改造后影响的机组煤耗方面每年节约1万元，除此之外，加上每年的维护费用，耗费的人力，物力折合下来将近1万元，而改造投资需要6万元，2～3年即可回收成本[10]。

3 结论

(1)本文利用等效热降理论对暖风器不同疏水回收方式进行了热经济性比较，计算分析得出，“暖风器—疏水器—凝汽器”方案较经济，与“暖风器—疏水泵—除氧器”方案相比，平均发一度电使机组煤耗降低0.201 7 g/kW·h。

(2)从技术经济角度可以看出，“暖风器—疏水器—凝汽器”方式结构简单，故障率低，投资少，调节灵活，改造具有一定的可行性。

[1]王喜军，李文华.锅炉暖风器系统泄露原因及解决措施[J].内蒙古电力技术，2011，29(3):105-111.

[2]翟培强.暖风器运行对机组效率影响的探讨[J].华中电力，2001，6(14):8-9.

[3]周立辉，魏彦筱.火电厂暖风器疏水系统改造[J].中国电力，2004，30(10):90-92.

[4]孙兆勋，马耀峰.大坝二期暖风器疏水系统改造[J].宁夏电力，2005(S1)：179-181.

[5]王明辉.锅炉暖风器疏水系统改造分析[J].机电信息,2013(6):33-35.

[6]林万超．火电厂热系统节能理论[M]．西安：西安交通大学出版社，1994.

[7]韩中合，闫丽涛.各级抽汽等效热降的简捷算法[J].华北电力大学学报，2010，37(2):59-62.

[8]李雄.国电安顺电厂一期暖风器系统改造[J].热力发电，2007(9):61-62.

[9]王荣,付喜亮.600 MW机组锅炉暖风器疏水系统改造[J].内蒙古电力技术，2011(5):52-54.

[10]史德安，王顺启，王浩.暖风器运行参数对机组运行经济性的影响[J].热力发电,2008(4):65-67.

HeatEconomyAnalysisonRetrofitofDrainageSystemofSteamAirHeaterina300MWFossil-firedPowerPlant

YAN Li-tao1, SHI Zhi-jie2

(1.Hebei Shi Jiazhuang Yuhua Thermal-electrical Power Plant Co.Ltd, Institute of Electric Power Generation, Shijiazhuang 051430,China;2.Hebei Electric Power Design&research Institute, Institute of Procrssing Set-up, Shijiazhuang 050031,China)

Drainage system of steam air heater in a 300 MW fossil-fired power plant is of “drain pump-deaerator”scheme, in which, crack and leakage of steam air heater, drain pump cavatation, and unusual drainage recovery faults frequently occur. To solve the problem, drainage system of steam air heater is retrofitted by employing “drain trap-condensor”scheme. Based on the equivatent heat drop, heat economy comparsion for the two schemes is obtained, with detailed calculation. Finally, combination with technical economy, it proves that “drain trap-condensor”scheme is simple and has better economy efficiency.

drainage system of steam air heater;drain pump-deaerator;drain trap-condensor; Equivatent heat drop;heat economy comparsion

2013-06-22修订稿日期2013-09-15

闫丽涛(1984～),女,硕士,工程师，主要从事发电厂运行工作。

TK212:TM621.4

A

1002-6339 (2014) 02-0182-03