【垃圾焚燒】余熱發(fā)電及熱力系統(tǒng)

【垃圾焚燒】余熱發(fā)電及熱力系統(tǒng)1概述設(shè)計(jì)依據(jù)《生活垃圾焚燒處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(建標(biāo)142-2010)《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ90-2009)《生活垃圾焚燒廠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ/T137-2019)《生活垃圾焚燒爐及余熱鍋爐》(GB/T18750-2008)《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50049-2011)《火力發(fā)電廠建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T5094-2012)《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50229-2019)其它各個(gè)專業(yè)的國家、地方、行業(yè)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等。甲方提供的相關(guān)設(shè)計(jì)資料。設(shè)計(jì)規(guī)模本項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為日處理垃圾量1000t/d,設(shè)2臺(tái)日處理垃圾500t/d的焚燒鍋爐，配2臺(tái)12MW高轉(zhuǎn)速凝汽式汽輪機(jī)和15MW發(fā)電機(jī)。46.3t/h,不含汽包抽汽9t/h(SAH：0.9t/h,SGH：t/h)o2熱力系統(tǒng)2.1機(jī)組運(yùn)行方式根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電廠以處理垃圾為主業(yè)的特點(diǎn)，汽輪發(fā)電機(jī)組采用“機(jī)隨爐”的運(yùn)行方式。為保證在汽輪機(jī)故障或檢修期間垃圾焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了汽機(jī)旁路系統(tǒng)，用于汽機(jī)停機(jī)時(shí)將主蒸汽通過兩級(jí)減溫減壓裝置送入凝汽器，凝結(jié)水送至除氧器，通過除氧器除氧加熱后用給水泵送至余熱鍋爐，維持垃圾焚燒余熱鍋爐的正常運(yùn)行。汽輪機(jī)設(shè)有三級(jí)可調(diào)整抽汽，一級(jí)供給焚燒爐空氣預(yù)熱器，二級(jí)供給除氧器和廠區(qū)采暖使用，三級(jí)供給低壓加熱器使用。在汽輪機(jī)停機(jī)檢修或在汽輪機(jī)負(fù)荷較低，汽機(jī)一、二級(jí)抽汽壓力不能滿足空氣預(yù)熱器和除氧器加熱蒸汽壓力的要求時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置了空預(yù)器和除氧用減溫減壓器，將主蒸汽減溫減壓至所需的蒸汽參數(shù)，補(bǔ)充汽機(jī)抽汽的不足。熱力發(fā)電系統(tǒng)主要有下列四種運(yùn)行工況：(1)正常發(fā)電工況在正常焚燒發(fā)電工況下，2爐2機(jī)運(yùn)行。2臺(tái)余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽送往汽輪發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)一級(jí)抽汽送至焚燒爐空氣預(yù)熱器用于加熱一次風(fēng)，其疏水回收送入空預(yù)器疏水?dāng)U容器。同時(shí)對(duì)外供汽；二級(jí)抽汽進(jìn)入除氧器加熱給水以及廠區(qū)采暖。三級(jí)抽汽進(jìn)入低壓加熱器,加熱凝結(jié)水。此工況下，汽輪機(jī)的進(jìn)汽按照余熱鍋爐產(chǎn)汽量調(diào)節(jié)。(2)停機(jī)不停爐工況1臺(tái)汽輪機(jī)檢修或故障停機(jī)，2臺(tái)垃圾焚燒爐正常運(yùn)行。在此工況下，另1臺(tái)汽輪機(jī)在最大工況下運(yùn)行，剩余蒸汽一部分用于空氣預(yù)熱器、除氧器以及廠區(qū)采暖，其余全部投入檢修汽機(jī)的旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)，旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)的一、二級(jí)減溫減壓器和檢修汽機(jī)的凝汽器投入運(yùn)行。(3)兩臺(tái)機(jī)停機(jī)工況當(dāng)1臺(tái)汽輪機(jī)小修，另1臺(tái)汽輪機(jī)突然故障需開缸檢修時(shí)，小修汽機(jī)旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行，但由于旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)的最大冷凝能力有限，因此，2臺(tái)垃圾焚燒爐只能減負(fù)荷運(yùn)行或停1臺(tái)爐，部分主蒸汽通過2臺(tái)減溫減壓器分別供給空氣預(yù)熱器、除氧器以及廠區(qū)采暖所需蒸汽。(4)機(jī)爐同步檢修工況當(dāng)1臺(tái)垃圾焚燒鍋爐檢修時(shí)，可同時(shí)安排另一臺(tái)汽輪機(jī)檢修，另1臺(tái)運(yùn)行的鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量供另1臺(tái)汽輪機(jī)運(yùn)行。因此，在每年鍋爐檢修時(shí)應(yīng)同時(shí)安排兩臺(tái)汽機(jī)輪流檢修，以提高經(jīng)濟(jì)效益。余熱發(fā)電廠房熱量平衡圖詳見附圖DF1026-3-001-E42-2。表2-1管徑計(jì)算表管道名稱溫度(℃)壓力(MP(a))流量(t/h)管徑義壁厚(mm)流速(m/s)材料主蒸汽4556.499.126325X1421.115CrMoG主給水1308.6140(t)133X88520G一級(jí)抽汽2951.576159X72520G二級(jí)抽汽232.30.616.074)219X62020三級(jí)抽汽105.90.128.124)377X833202.2主蒸汽系統(tǒng)(含旁路蒸汽冷凝系統(tǒng))余熱鍋爐過熱蒸汽集汽聯(lián)箱出口到汽輪機(jī)進(jìn)口的蒸汽母管，以及從蒸汽母管通往各輔助設(shè)備的蒸汽支管均為主蒸汽管道。主蒸汽系統(tǒng)采用單母管制，鍋爐產(chǎn)生的主蒸汽通過一根母管由焚燒間送至汽機(jī)間,從主蒸汽母管上引出主蒸汽管道經(jīng)關(guān)斷閥分別接至汽輪機(jī)主汽門，進(jìn)入汽輪機(jī)作功發(fā)電。主蒸汽管道的材料為15CrMoG,當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組故障檢修時(shí)，要求焚燒爐繼續(xù)焚燒垃圾，余熱鍋爐還將產(chǎn)汽,所以設(shè)置了旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用兩級(jí)減溫減壓。一級(jí)減溫減壓裝置的減溫水由給水母管引出，二級(jí)減溫減壓裝置的減溫水由凝結(jié)水母管引出。一級(jí)減溫減壓裝置布置在+7.00m運(yùn)行層，二級(jí)減溫減壓裝置安裝在凝汽器喉部。正常運(yùn)行時(shí)，一級(jí)減溫減壓裝置、二級(jí)減溫減壓裝置處于熱備用狀態(tài)，在汽輪機(jī)突然甩負(fù)荷或汽輪機(jī)故障停機(jī)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門，一級(jí)減溫減壓裝置、二級(jí)減溫減壓裝置迅速投入運(yùn)行，過熱蒸汽經(jīng)旁路凝汽系統(tǒng)冷凝成凝結(jié)水，由凝結(jié)水泵送入除氧器。如果較短時(shí)間內(nèi)可以排除故障，則重新打開汽輪機(jī)主汽門，關(guān)閉旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)，恢復(fù)正常運(yùn)行。2.3主給水系統(tǒng)主給水系統(tǒng)范圍是由除氧器出水口到焚燒間余熱鍋爐省煤器給水集箱的進(jìn)水口。設(shè)2臺(tái)60t/h的旋膜式中壓除氧器和3臺(tái)給水泵（1臺(tái)變頻）。低壓給水母管和高壓給水母管均采用單母管制，經(jīng)過除氧器除氧后的水由鍋爐給水泵加壓后送入鍋爐。給水泵技術(shù)參數(shù)如下：流量66nl3/h揚(yáng)程930nl功率350kW臺(tái)數(shù)3臺(tái)除氧器水箱容積25m3,可滿足余熱鍋爐大約20n）in內(nèi)的給水要求。給水泵出口設(shè)有給水再循環(huán)管，返回除氧器。除氧器選用旋膜式中壓除氧器，主要技術(shù)參數(shù)如下：額定出力 60t/h運(yùn)行壓力 0.17MPa設(shè)計(jì)壓力 0.23MPa工作溫度 13CTC水箱有效容積25m3臺(tái)數(shù) 2臺(tái)2.4抽汽系統(tǒng)汽輪機(jī)設(shè)有3級(jí)不可調(diào)抽汽。一級(jí)抽汽壓力供給焚燒爐空氣預(yù)熱器加熱一次風(fēng)；二級(jí)抽汽供給除氧器用作加熱蒸汽；三級(jí)抽汽供低壓加熱器用汽。空氣預(yù)熱器和除氧器的加熱蒸汽除汽機(jī)抽汽外，均有相應(yīng)壓力的減溫減壓器作為備用汽源。三級(jí)抽汽管道由汽輪機(jī)接到低壓加熱器的加熱蒸汽入口上。三級(jí)抽汽管道上均設(shè)有止回閥。除氧器加熱蒸汽進(jìn)口管道上設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)除氧器的工作壓力。2.5凝結(jié)水系統(tǒng)被冷卻塔冷卻的循環(huán)水用循環(huán)水泵送入凝汽器作為冷源將排入凝汽器的蒸汽冷卻為凝結(jié)水。主凝結(jié)水系統(tǒng)將凝汽器熱井中的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵經(jīng)汽封加熱器和低壓加熱器預(yù)加熱后送至除氧器。每臺(tái)汽輪機(jī)設(shè)置2臺(tái)凝結(jié)水泵，1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。每臺(tái)凝結(jié)水泵容量按汽輪機(jī)最大凝結(jié)水量120%選擇。每臺(tái)汽輪機(jī)配套設(shè)備技術(shù)參考如下：凝結(jié)水泵：型號(hào)6N6流量60m3/h揚(yáng)程70nl功率37kW臺(tái)數(shù)2臺(tái)2.6抽真空系統(tǒng)每臺(tái)汽機(jī)抽真空系統(tǒng)由2套真空泵設(shè)備和管道組成。正常運(yùn)行時(shí)1套真空泵就可以保持主凝汽器的真空。汽輪機(jī)停機(jī)而主蒸汽通過旁路減溫減壓器進(jìn)入凝汽器冷凝時(shí)，汽機(jī)抽真空系統(tǒng)使凝汽器內(nèi)壓力保持在0.0067MPa(a)。真空泵為汽機(jī)廠配套。2.7化學(xué)補(bǔ)充水系統(tǒng)來自水處理間的化學(xué)補(bǔ)充水，一路經(jīng)流量計(jì)調(diào)整閥進(jìn)入凝汽器熱井用于調(diào)節(jié)熱井水位；一路經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)入除氧器，供系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)補(bǔ)水和鍋爐補(bǔ)充水用；一路直接進(jìn)入疏水箱，疏水箱的水位與疏水泵進(jìn)行聯(lián)鎖控制，除氧器水箱的水位通過凝結(jié)水水流量調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)O2.8全廠疏放水系統(tǒng)全廠疏水進(jìn)入設(shè)置的疏水箱、疏水?dāng)U容器、疏水泵。低壓設(shè)備和管道的凝結(jié)水或疏水、化學(xué)補(bǔ)充水直接進(jìn)入疏水箱。壓力較高的設(shè)備和管道的疏水進(jìn)入疏水?dāng)U容器擴(kuò)容后進(jìn)入疏水箱。當(dāng)除氧器水箱水位自動(dòng)調(diào)節(jié)失靈而水位過高時(shí)，將除氧器水箱里多余的水排至疏水箱。2.9工業(yè)水系統(tǒng)冷凝器、發(fā)電機(jī)空冷器、冷油器等由循環(huán)水冷卻，循環(huán)水接自發(fā)電廠房外的循環(huán)水供、回水母管，廠房內(nèi)循環(huán)水管徑為DN600。兩根DN250帶隔離閥門的管道作為冷油器和發(fā)電機(jī)空冷器的冷卻供、回水管道，分別連接主凝汽器循環(huán)水供、回水管道上。3化學(xué)水處理站本工程建設(shè)2臺(tái)500t/d垃圾焚燒鍋爐和2臺(tái)12MW高轉(zhuǎn)速凝汽式汽輪機(jī)和2臺(tái)15MW發(fā)電機(jī)組。本工程鍋爐和汽機(jī)均采用次中溫次高壓參數(shù)，鍋爐過熱器出口蒸汽壓力為6.4MPa,鍋爐蒸汽溫度為45CTC。鍋爐蒸汽減溫采用噴水減溫。水處理的原水為市政污水處理廠達(dá)標(biāo)產(chǎn)水，由水道專業(yè)處理后供化學(xué)水處理站。本工程化學(xué)水處理站水處理工藝為“反滲透+EDI”系統(tǒng)，規(guī)模按系統(tǒng)出力為15t/h。根據(jù)鍋爐總蒸發(fā)量確定補(bǔ)給水量。機(jī)組啟動(dòng)及事故損失 5.58t/h廠內(nèi)正常汽水循環(huán)損失 1.68t/h鍋爐排污損失 0.56t/h一、二次風(fēng)加熱用汽損失 0.61t/hSCR加熱用汽損失 1.lt/h生活采暖用熱汽水損失 0.5SCR+SNCR系統(tǒng)用水 2.5總計(jì) 12.53t/h根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，本工程化水站出力為15t/h,滿足本項(xiàng)目建成后的全廠需求。為保證鍋爐補(bǔ)給水的pH值保持在8.5?9.2范圍內(nèi)，防止對(duì)金屬的腐蝕，在除鹽水泵出水口處設(shè)有自動(dòng)加氨裝置。