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300MW火电机组中温再热器增容关键技术研究与示范

作者:李建东 闫青 唐小飞等
发布时间:2016-11-28

☆项目概况

因汽轮机通流改造后造成锅炉壁式再热器入口蒸汽温度低,使得再热器出口温度在低负荷时段难以达到额定温度,此外,机组经过多年运行,由于多种原因出现了排烟温度偏高的现象,对锅炉运行的经济性和炉后设备的安全性带来不利影响。

通过增加再热器吸热面积,可有效提高再出口汽温使其达到额定值540℃,降低汽轮机末级的蒸汽湿度,减轻了湿汽对汽轮机末级叶片的冲蚀,有效满足了汽轮机安全运行的需要。同时,由于汽轮机中压缸进汽温度得到提高,使得蒸汽焓值增加。由于低压缸有效焓值增加,做功能力增加,可以增加汽轮机的相对内效率,使机组的运行效率有一定的提高。

☆主要技术创新点

通过中温再热器炉外三通管变化,将中再原设计14 根套管增加为16 根套管,新增2根管出中再后直接进入高再出口集箱。将中温再热器原设计第1 根和第2 根出口炉外连接管的管子规格进行调整,以改变同屏流量偏差分布。再热器改造方案新增中温再热器受热面积为:323m2;计算再热器额定工况温升增加约14℃。

本次改造方案的工程量较小,在基本不改变中温再热器和高温再热器总体结构的情况下,合理优化选择管子规格,用较少规格的管子,调整同屏流量偏差;保证新增加管子汽温和壁温在安全使用温度范围以内;同时使原设计各管子的汽温和壁温升高较小,保证汽温和壁温在各管子的安全使用温度范围以内。

需考虑高温再热器的现有材质是否会出现超温现象,必要时需将钢研102 提高为T91材质。减温水投入量不能增加,否则达不到节能、降耗的目的。

☆项目详细内容

在基本不改变中温再热器和高温再热器总体结构的情况下,调整同屏流量偏差;保证新增加管子汽温和壁温在安全使用温度范围以内;同时使原设计各管子的汽温和壁温升高较小,保证汽温和壁温在各管子的安全使用温度范围以内。

3 号锅炉再热器的改造方案炉内部分只涉及中温再热器,改造的具体内容如下:

1、通过中温再热器炉外三通管变化,将中再原设计14 根套管增加为16 根套管,新增2 根管出中再后直接进入高再出口集箱。

2、中温再热器新增2 圈管炉内部分前段为12Cr1MoV,下部及后面高温区为T91;炉内管子规格均为:Φ60×4。新增2 圈管出口炉外连接管均为T91,规格分别为:Φ42×4和Φ38×4。

3、将中温再热器原设计第1 根和第2 根出口炉外连接管的管子规格进行调整,以改变同屏流量偏差分布。将原结构第1 根管的炉外连接管规格变为Φ51×4;将原结构第2 根管的炉外连接管规格变为Φ51×4 和Φ42×4。

4、中温再热器新增2 圈管的外1 圈管,在有吹灰器的位置相应增加防磨罩,以防止蒸汽吹损新增管子。

5、再热器改造方案新增中温再热器受热面积为:323m2;计算再热器额定工况温升增加约14℃。

☆项目应用情况

中温再热器增容后,在各负荷下,锅炉再热器改造后再热蒸汽温度都可以达到额定值,解决了改造前再热蒸汽温度低的问题。

在不同负荷下,锅炉再热器改造后再热蒸汽的温升比改造前可提高10~30℃,能够实现设计要求。在各负荷下,锅炉在再热蒸汽温度达到额定的情况下,再热器不发生管壁超温现象,可实现设备的安全稳定运行。

3 号机组中温再热器进行了增容改造后高排出口温度只有300℃,但再热器出口温度可以在150WM 至320WM 之间满足540℃的设计要求,改造取得了圆满成功。目前运行稳定,且排烟温度降低了10℃,因再热器吸热量增加使得过热器烟温降低,吸热量减少,过热减温水减少了最少40 吨/h,各项指标都有所提高,已经取得了相当的经济效益。

☆企业效益

按全天24 小时平均负荷200WM 计算,每天可减少过热器减温水1000 吨,提高了再热器出口温度,降低了蒸汽湿度,延长了汽轮机叶片使用寿命,在不降低锅炉效率的前提下,提高了汽轮机效率约1%。

按照焓熵图查得每天可降低煤耗约34.5 吨(标煤发热量29271KJ/Kg)至65 吨(实际发热量14630KJ/Kg)×350 天=12075-22750 吨,按每吨煤价666 元计算,可节约资金800-1500 万元。

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