机组启动方式由冷态启动“变”热态启动,实现节能降耗
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完成单位:贵州西电电力股份有限公司习水发电厂
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
朱建宏、杨 冬、姜 磊、刘 武、王 勇、周光凡、刘宽平、许 兵
习水发电厂是贵州省实施“西电东送”和“黔电送粤”的早期工程之一,装机容量为540MW(4×135MW),首台机组于2001年9月移交试生产。由于运行时间长,加之受近年经营压力、机组即将关停等因素的影响,设备治理投入较少,设备性能下降、缺陷相对较多,机组检修次数增加。该厂原安装汽轮机汽缸预暖加热是利用汽轮机汽缸快冷装置的压缩热空气倒灌进入汽缸进行加热,汽缸加热后高压内缸上内壁温度最高只能到170℃,汽缸总胀3.5mm左右,导致在机组启动过程中需要花费大量时间进行暖机,制约了机组启动后加负荷速率。为了破解机组启动暖机时间过长导致机组启动经济性差这一难题,2018年习水发电厂成立技术攻关小组,对机组历次启动数据、技术改造资金投入等方面进行综合考量、分析,提出了改变汽缸加热汽源的新思路,即通过加装管道将汽缸预暖汽源由常规的压缩热空气改为相邻运行机组再热冷段蒸汽,实现将高压内缸上内壁温加热到最高270℃左右,汽缸总胀达到9mm。加热汽源的这一巧妙改变,从而使机组由冷态启动“变”为热态启动,减少机组暖机时间,提高机组启动带负荷速度,达到节能降耗的目的,同时锅炉侧燃烧加强,喷氨区温度能快速达到,为提前并网创造条件。将机组由冷态启动“变”为热态启动,可达到节能降耗、增加发电量、全负荷环保达标排放的目的,实现良好的社会效益和可观的经济效益。
一、全负荷环保达标排放,产生良好的社会效益。投入汽缸加热后,汽机缸温提高,从根本上解决了机组并网后锅炉加负荷受汽轮机汽缸胀差限制的问题,减少暖机时间,锅炉可快速增加热负荷,迅速提升脱硝区烟温,为尽早投入喷氨创造条件,能较早就投入喷氨才并网,使全负荷都能喷氨,减少氮氧化物排放,有利于环境保护。
二、减少机组并网后的暖机时间,达到节能降耗的目的。在2019、2020两年该厂机组启动13次和7次,平均每次机组启动可节约燃油消耗6吨左右,共计节约燃油消耗120吨,总计降低机组启动燃油消耗费用78余万元。而且1吨0号柴油完全燃烧要产生3.1吨左右的二氧化碳,故每次机组启动可降低二氧化碳排放18.6吨左右,为实现国家“2030、2060”碳达峰、碳中和目标贡献力量。
三、提高机组启动速率,实现客观的经济效益。机组冷态启动耗时长达9小时左右,热态启动只需要4小时左右,再通过管理优化,可减少机组启动耗时5小时左右,实现提前并网发电、提高机组在启动过程中加负荷速率,每次启动机组可增加发电“红利”20万kW.h左右,2019、2020两年机组启动实现增加发电量400余万kW.h,创造价值210余万元。
四、前期投资费用少,后期几乎没有维护费用,安全可靠,可推广性强。火电厂机组冷态启动时间长,耗时耗油,导致机组冷态启动一次的费用高昂,仅通过增加汽缸预暖加热管道就可实现机组冷态启动“变”热态启动,投资费用少,操作简单,安全可靠。习水发电厂135MW汽轮机与200MW、300MW机组的汽轮机在结构上相似,前期可在结构类似的汽轮机上推广,试点成功后再推广到大型机组上,前景可期。