電廠三期1GW超超臨界機組節(jié)能技術課件

1、上海外高橋電廠三期1000MW超超臨界機組的節(jié)能技術馮偉忠上海外高橋第三發(fā)電有限責任公司二九年十一月報告內(nèi)容一、工程概況 二、鍋爐及相關系統(tǒng)的節(jié)能 三、汽輪機及相關系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能 四、給水泵及系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能 五、超超臨界機組的效率保護 六、結語報告內(nèi)容：上海外高橋第三發(fā)電有限責任公司21000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組上海外高橋第三發(fā)電廠工程工程概況： 建設規(guī)模：建設工期：2005年9月正式開工，兩臺機組分別于2008年3月和6月先后建成投產(chǎn)工程概況鍋爐： 塔式，超超臨界，一次再熱，平衡通風，四角切圓燃燒，螺旋水冷壁，固態(tài)排渣燃煤（粉）鍋爐。爐頂標高129m。由上海鍋爐廠引進德國ALSTOM

2、技術并生產(chǎn)?；緟?shù)： 主汽壓力28MPa，主、再熱蒸汽溫度605/ 603，額定蒸汽流量2732T/H。主設備概況主設備概況汽輪機： 超超臨界，單軸，四缸四排汽，反動式，雙背壓，凝汽式汽輪機。由上海汽輪機廠引進德國SIEMENS技術并生產(chǎn)?；緟?shù)： 主蒸汽壓力25.86MPa，主、再熱蒸汽溫600/600，功率1000MW。工程概況發(fā)電機： 水，氫，氫冷，同軸無刷勵磁。由上海電機廠引進德國SIEMENS技術并生產(chǎn)。基本參數(shù)： 定子電壓27KV，額定電流23759A，額定功率1000MW，功率因數(shù)0.9。主設備概況工程概況鍋爐及相關系統(tǒng)的節(jié)能1選塔式爐并進行優(yōu)化，提高效率4鍋爐的節(jié)能啟動系列

3、技術有利于提高機組效率和降低廠用電率23設備及排煙系統(tǒng)的改進二、鍋爐及相關系統(tǒng)的節(jié)能爐效提升空間大（一）爐效提升空間大 經(jīng)優(yōu)化和改進并充分發(fā)揮其效率潛力，兩臺塔式鍋爐性能試驗值高達94.36%和94.51%。與合同保證值93.6%相比，相當于降低了機組煤耗2.5克/千瓦時。 即使在400MW的工況下，其實測效率也高于94% 。這使得機組不但在額定負荷時有良好的經(jīng)濟性，而且在低負荷下的運行經(jīng)濟性也能得到有效保障。利用提高機組效率和降低廠用電率1、塔式爐再熱器壓降小。再熱器的設計壓降比按傳統(tǒng)設計規(guī)范低40%左右，按SIEMENS提供的修正曲線，由于其再熱器壓降的相對減少，可使汽輪機熱耗下降9.6

4、kJ/kWh。2、塔式爐高壓汽水系統(tǒng)壓降小。實際系統(tǒng)壓降比同等級型爐低1MPa以上，額定工況下的給水泵的功耗達35MW，相應塔式爐汽水系統(tǒng)的降低導致給水泵的運行功耗下降約1.2MW。 3、煙氣系統(tǒng)阻力小。實際運行的阻力比同等級型爐低30%以上，從而降低了引風機電耗約1.6MW 。（二）有利于提高機組效率和降低廠用電率設備及排煙系統(tǒng)的改進1、空預器密封改進。研究開發(fā)的“全向柔性密封技術” 首先在第一臺鍋爐空預器的冷端上應用，取得顯著成效，漏風率的性能試驗值為4%，廠用電率（不計脫硫）為3.01%，在對熱端和軸向密封全加裝后，廠用電率進一步下降至2.7%（不計脫硫），熱風溫度及鍋爐效率也相應提高。

5、該項創(chuàng)新，降低了機組煤耗約2克/千瓦時。 2、零能耗煙氣脫硫。一是通過改進工藝和運行方式，盡可能降低系統(tǒng)能耗 ，使脫硫系統(tǒng)在額定工況下的耗電率降至0.75%以內(nèi)；二是利用不配置GGH的有利條件，研發(fā)并加裝了鍋爐排煙熱能回收裝置使該系統(tǒng)降低了機組煤耗2.71克/千瓦時，脫硫吸收塔的水耗下降45噸/小時以上。（三）設備及排煙系統(tǒng)的改進鍋爐的節(jié)能啟動系列技術（四）鍋爐的節(jié)能啟動系列技術不啟動給水泵、靜壓狀態(tài)下的鍋爐上水及不點火的熱態(tài)水沖洗1取消爐水循環(huán)泵的低給水流量疏水啟動 3直流鍋爐蒸汽加熱啟動和穩(wěn)燃技術 2 這種水沖洗技術不用啟動給水泵，也不用點火加熱，節(jié)約了大量的燃料和廠用電，并且操作簡單，可

6、控性好。由于沖洗的水溫高，且整個被沖洗受熱面內(nèi)的沖洗介質均處于汽水兩相流，極大地改善了沖洗效果。1、不啟動給水泵、靜壓狀態(tài)下的鍋爐上水及不點火的熱態(tài)水沖洗 采用這一啟動技術后，不僅大幅度減少了啟動過程中的燃油、燃煤量和廠用電消耗，創(chuàng)造了最低斷油穩(wěn)燃負荷20%BMCR的世界紀錄，極大提高了鍋爐啟動和運行的安全性，也大大縮短了啟動時間，簡化了操作。目前，機組每次啟動油耗穩(wěn)定在1218噸。 三期工程的調(diào)試總耗油量僅為1000余噸，與二期2900MW超臨界機組調(diào)試期總耗油21000噸相比，節(jié)約調(diào)試用油近兩萬噸。2、直流鍋爐蒸汽加熱啟動和穩(wěn)燃技術 這一技術大大簡化了啟動系統(tǒng)和運行控制，提高了安全性和可靠

7、性，減少了啟動損失。但仍具有常規(guī)帶爐水循環(huán)泵鍋爐的極熱態(tài)啟動時間短，損失小的特點。3、取消爐水循環(huán)泵的低給水流量疏水啟動 汽輪機及相關系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能三、汽輪機及相關系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能1主蒸汽參數(shù)及運行調(diào)節(jié)方式的優(yōu)化 2四大管道系統(tǒng)設計優(yōu)化3汽輪機背壓優(yōu)化主蒸汽參數(shù)及運行方式的優(yōu)化 SIEMENS的超超臨界機型采用了所謂“補汽閥”的調(diào)頻和過負荷調(diào)節(jié)技術。鑒于開啟“補汽閥”時汽輪機效率明顯下降的實際情況，為防止運行效率下降： 1、對過負荷調(diào)節(jié)方式進行優(yōu)化?？稍谡麄€高溫季節(jié)避免開啟“補汽閥”。 2、開發(fā)節(jié)能型抽汽調(diào)頻技術。用此方法，可使主調(diào)門全開，補汽閥全關，消除汽輪機進汽節(jié)流損失。目前，機組的加（

8、減）負荷的速率能達到和超過1.5MW/min。 經(jīng)測算，上述的這兩種優(yōu)化和創(chuàng)新措施，約可降低機組實際運行熱耗約35kJ/kwh。 （一）主蒸汽參數(shù)及運行方式的優(yōu)化四大管道系統(tǒng)設計優(yōu)化再熱系統(tǒng)管道設計優(yōu)化 。通過對再熱蒸汽管道口徑、彎管形式以及布置方式的合理優(yōu)化，在額定工況下的再熱系統(tǒng)（包括鍋爐再熱器）壓降實測為6.7%，比國家標準規(guī)定的10%減少3.3個點，汽輪機的熱耗將因此下降18kJ/kWh 。主蒸汽和給水管道設計優(yōu)化 。與再熱系統(tǒng)管道優(yōu)化的同時，主蒸汽管和主給水管道系統(tǒng)亦采用了3D的彎管設計，有效地降低了管系的壓降，從而使給水泵的耗功亦相應下降，同時也提高了管系的運行安全性。（二）四大管

9、道系統(tǒng)設計優(yōu)化汽輪機背壓優(yōu)化采用雙背壓。同樣循環(huán)冷卻水流量及水溫，在不增加凝汽器冷卻面積的情況下，可獲得更低的平均背壓，提高了經(jīng)濟性。設計平均循環(huán)冷卻水溫定為19。經(jīng)核算，設計背壓可從4.19/5.26 kPa下降為3.86kPa/4.88kPa，熱耗則可下降19 kJ/kwh。給水泵汽輪機單獨設置凝汽器。排汽不再進入主機凝汽器，即降低了傳熱強度，亦減少了凝汽器汽側的流動壓降，相應又可降低背壓和端差，進一步提高了經(jīng)濟性。（三）汽輪機背壓優(yōu)化給水泵及系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能1給水泵配置優(yōu)化2采用高效小汽輪機3汽動給水泵組低速啟動及全程調(diào)速運行四、給水泵及系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)能給水泵配置優(yōu)化 在中國首次采用10

10、0%汽動給水泵，自配獨立凝汽器，可單獨啟動，取消電動給水泵。簡化系統(tǒng)，降低投資約1億元，采用單汽泵配置后大大降低了機組啟動階段的能耗。每年可節(jié)煤約1萬噸。（一）給水泵配置優(yōu)化采用高效汽輪機 采用高效小汽輪機，運行效率高達86.7%，減少主機抽汽耗量，使主機熱耗下降，折合熱耗下降18kJ/kwh。（二）采用高效小汽輪機汽動給水泵組低速啟動及全程調(diào)整運行 采用汽動給水泵組低速啟動及全程調(diào)速運行技術。不僅大大降低了鍋爐啟動時的能量損耗，還提高了機組效率，極大地簡化了系統(tǒng)控制策略，也消除了最小流量再循環(huán)閥的沖蝕泄漏風險，提高了設備運行安全性。 至今，給水泵及系統(tǒng)顯示出了極高的啟動和運行的靈活性和可靠性

11、，到目前為止，從未發(fā)生一起因給水泵引起的機組強停。通過性能試驗證實，汽動給水泵實際的運行熱耗比設計值更低，與其他同類機組相比，該汽動泵相當于使機組煤耗降低約0.8克/千瓦時。（三）汽動給水泵組低速啟動及全程調(diào)速運行超超臨界機組的效率保護五、超超臨界機組的效率保護 隨著蒸汽參數(shù)的提高，特別是溫度的提高，一個突出問題管道的蒸汽側氧化及由此引起的固體顆粒侵蝕（SPE）對機組的安全和經(jīng)濟運行產(chǎn)生了嚴重威脅。 遭氧化皮堵塞的管子 固體顆粒對葉片的侵蝕 固體顆粒對旁路閥芯的侵蝕盡快和盡量清除已脫落的氧化物減輕未清除的固體顆粒對葉片的沖擊避免或減少已生成的氧化物脫落設法防止或減緩氧化物產(chǎn)生總體思路超超臨界機

12、組的效率保護主設備選型系統(tǒng)設計安全調(diào)試運行方式控制理念全方位防治綜合治理超超臨界機組的效率保護蒸汽氧化和固體顆粒綜合防治的成效 外高橋三期的1000MW機組，從2007年10月第一次點火沖管到2008年6月兩臺機組全部投產(chǎn)，直至運行至今又一年多時間，鍋爐的對流受熱面從未發(fā)生異物（氧化皮等）囤積堵塞造成的超溫過熱以及爆管。汽輪機高、中壓缸也都未發(fā)現(xiàn)有效率下降的跡象。（一） 蒸汽氧化和固體顆粒綜合防治的成效 六、結語汽輪機的性能試驗熱耗 經(jīng)性能試驗，兩臺主汽輪機的熱耗分別為7239kJ/kWh和7241kJ/kWh。比合同保證值7320kJ/kWh平均降低80kJ/kWh，相當于降低機組煤耗3.2克/千瓦時。（二）汽輪機的性能試驗熱耗 六、結語機組實際運行煤耗情