某电厂高加外置蒸汽冷却器设置的探讨

孔德浩

(山东电力工程咨询院,山东济南 250000)

某电厂高加外置蒸汽冷却器设置的探讨

孔德浩

(山东电力工程咨询院,山东济南 250000)

本文结合某2×350MW火电机组工程设计,对采用高加外置蒸汽冷却器进行了经济性探讨,得出了比较结论。

蒸汽冷却器 经济

某工程为350MW超临界机组,三级抽汽温度比较高,达到了476．8℃。为了提高机组的热效率,在锅炉省煤器入口增加外置式蒸汽冷却器,进一步提高了给水的温度,经过计算减小汽机热耗18．6KJ/KWh,考虑锅炉效率及管道效率相当于节约发电标煤0．474g/KWh,具有较高的节能效益。本工程采用100%流量的外置式蒸汽冷却器配置方案,回收年限约7．3年。

1 工程概况

工程拟建设2×350MW超临界燃煤热电联产供热机组,锅炉为超临界参数变压运行直流炉,单炉膛、一次中间再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。汽轮机采用超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、抽汽凝汽式,配置350MW水氢氢汽轮发电机。

2 高加设置外置式蒸汽冷却器必要性分析

该工程三级抽汽温度达到476．8℃,其饱和温度为217．61℃,蒸汽过热度达到近260℃,而3号高加上端差为0℃,对于设置内置式蒸汽冷却段的高压加热器来说,很难进一步降低上端差,因此可以考虑利用三级抽汽高的蒸汽过热度,通过设置独立的外置式蒸汽冷却器,进一步提高省煤器入口给水的温度,提升机组的热效率。

设置了外置式蒸汽冷却器后,缺点是增加了给水的管道阻力,增加了系统的复杂性和初投资,需要通过比较来确定设置外置式蒸汽冷却器方案的合理性。

2.1 未设外置式蒸汽冷却器给水回热系统计算

未设置外置式蒸汽冷却器方案如图1,给水回热系统按照常规布置,给水经过1号高压加热器加热后进入锅炉省煤器。（如表2．1）

2.2 设外置式蒸汽冷却器给水回热系统计算

表2.1 未设外置式蒸汽冷却器给水系统计算数据

表2.2 设置外置式蒸汽冷却器给水系统计算数据

表3

图1

图2

设置外置式蒸汽冷却器方案如图2所示,给水经过1号高压加热器加热后,进入外置式蒸汽冷却器,由具有较高过热度的三级抽汽进一步加热给水,被加热后的给水送入省煤器。这样给水在进入省煤器前,通过再热后具有较高过热度的三级抽汽把给水加热到了一级抽汽无法加热到的温度,提升了机组的热效率。

本文外置式加热器的容量暂按设置全流量。经过计算,全流量的外置式蒸汽冷却器的外形比较大,水室基本与高加的水室尺寸相同,相当于一个高压加热器的过热蒸汽冷却段,短而粗,而且造成初投资上升。加热器厂建议部分流量通过外置式蒸汽冷却器,冷却器内部自带给水旁路,在出口之前汇合。可以根据温升要求来计算旁通掉的流量多少。

本文暂按照100%的给水流量被加热来计算。（如表2．2）

表4

2.3 设外置式蒸汽冷却器经济效益计算

在设置外置式蒸汽冷却器之前,汽机的热耗为7681．6KJ/KWh,设置外置式蒸汽冷却器后,汽机的热耗将为7663．0KJ/KWh,热耗减少了18．6KJ/KWh,考虑锅炉效率、管道效率因素影响相当于节约发电标煤耗0．474g/KWh。经过与加热器厂家咨询,设置外置式蒸汽冷却器需增加初投资大约70万元。本工程按照全年利用小时数5500小时,标煤价按照800元/t计算,每年可节约燃料费用73．0642万/年。

计算过程如下：

(1)机组设计标准煤耗计算（见表3）

(2)机组收益对比（见表4）

(3)投资回收分析：

采用蒸汽冷却器一台机组每年可增收22．25万元,但初投资全厂需增加105万元。

经济性对比,采用用动态投资回收期法计算出本方案与基准方案投资差额的回收年限。设投资差额回收年限为n,则

n=1-log(1+i) (1－ΔU×i×(1+i)/ΔB)

式中：ΔU——与基准相比投资增加的费用(万元);

ΔB——本方案带来的收益(万元);

i ——为年利率(%),本工程按6．55%。

则回收年限n=7．30年。

3 结语

设置外置式蒸汽冷却器能够提高锅炉省煤器入口的温度,提高机组的热效率,降低汽机热耗。根据汽机厂热平衡图,增加外置式蒸汽冷却器后,汽机热耗减少了18．6KJ/KWh,考虑锅炉效率、管道效率因素影响相当于节约发电标煤耗0．474g/KWh,采用外置蒸汽冷却器方案的初投资回收年限约7．3年,具有较好的节能效益。

[1]GB50660-2011《大中型火力发电厂设计规范》.