热一次风加热器技术介绍.ppt

,TPRI,TPRI,TPRI,*,TPRI,*,*,TPRI,*,*,TPRI,*,*,西安热工研究院有限公司,热一次风加热器,专利技术,技术介绍,技术优势,适用范围,应用案例,1,提高锅炉效率的常用技术措施：,q1+q2+q3+q4+q5+q6=100,制粉系统调整或改造，改善煤质条件与煤粉细度、降低,q4,损失；,降低排烟温度，降低,q2,损失。,降低排烟温度的主要技术措施：,调整尾部受热面的面积,减少空预器漏风,减少制粉系统冷风掺入量,运行调整手段（降低燃烧中心、吹灰、提高磨出口温度等）,一 热一次风加热器技术,2,大容量锅炉运行现状：,随着锅炉容量提高，锅炉热一次风温度随之提高，制粉系统的干燥出力不足的问题在大部分锅炉上得到解决，但却随之出现了制粉系统掺冷风的现象。,目前，除了部分燃用高水分褐煤或烟煤锅炉改烧褐煤外，绝大部分锅炉的制粉系统或多或少都掺了冷风，掺冷风的比例最高达到一次风率的,40%,左右。,提高磨煤机出口的风粉温度，可以降低制粉系统掺入的冷风量，但受磨煤机出口风粉温度的安全规定限制，由此可见，提高磨煤机出口的风粉温度并不是一条安全的技术途径。,采用热一次风旁路系统，一次风温度降低有限，且送风电耗增加比较大，工程应用的实际价值不大。,3,制粉系统掺冷风的原因：,制粉系统安全运行的需要，控制磨煤机入口（出口）温度；,机组运行参数提高，需要更高的给水温度，,AH,入口烟温提高，,AH,换热面积增大，一、二次热风温度升高，一般达,330360,以上，而磨煤机入口温度一般要求不超过,280,。,因此，制粉系统设置压力冷风很普遍。当煤种变化时，如掺烧烟煤，磨出口温度或送粉热风温度要求低，冷风掺入量大，造成排烟温度升高。,目前，我国火电厂大多数燃煤锅炉制粉系统掺入的冷一次风量占总一次风量的百分比在,10%,40%,，其结果使通过空气预热器的热一次风量减少了,10%,40%,，导致排烟温度升高近,730,。,4,制粉系统掺冷风对排烟温度的影响：,（,1,）导致进入空气预热器的风量减少，使风烟比降低；,（,2,）空气预热器的风烟比降低，导致空气预热器的换热能力降,低，锅炉排烟温度升高；,（,3,）制粉系统掺入,1%,的冷风,(,占总风量的份额），锅炉排烟温度,升高,2.5,左右。,5,（,1,）热一次风加热器,布置在热一次风道,，与低压省煤器相比，受热面的面积少，无磨损与腐蚀问题；,（,2,）低压省煤器的凝结水的进口温度通常只能取,80,左右，一次风加热器的凝结水温度可以在,80-250,之间选取，所替代的抽汽品质高于前者，其节能效果明显优于低压省煤器。,（,3,）当热一次风温度与锅炉给水温度的传热温压不低于,30,，采用省煤器类热一次风加热器降低的是锅炉的排烟温度，经济性最优；,（,4,）低压省煤器技术节能效果受机组负荷变化的影响大；一次风加热器技术受机组负荷变化的影响很小，低负荷下仍保持很高的经济效益，这一点低压省煤器技术是不具备的；,（,5,）低压省煤器技术适应于排烟温度比较高的锅炉；一次风加热器适应于制粉系统掺冷风比较大的机组。,热一次风加热器与低压省煤器,在降低烟气温度的各种技术措施中，热一次风加热器与低压省煤器技术比较接近（水侧系统基本相同），所不同的是，前者直接降低锅炉排烟温度；后者为烟气余热回收装置。,8,二 技术优势,热一次风加热器的技术优势：,传热温差大，达,80200,，换热效率高，设备小、阻力小、投资低，投资回收期短；,换热介质为热风，无沾污、磨损、腐蚀等问题，不需额外措施；,加热器阻力可通过提高一次风机的压力来克服，系统无需增加动力设备（无一次风机的小容量中储式锅炉除外）；,冷却介质可以选择凝结水、也可选择高压给水，为实施方便，一般做成低压型式；低压型热一次风加热器传热温差近,200,，传热面积小，易于布置，风侧阻力小；,冷却介质流量可调，可设计为全部凝结水通过加热器，也可设计为部分凝结水通过加热器，适应机组负荷变化要求，也适应不同排烟温度降低幅度的要求；,适用于钢球磨煤机中储式热风送粉系统，也适用于中速磨煤机直吹式制粉系统。,9,三 适用范围,热风加热器技术最大的限制是其只能用于制粉系统掺入冷风量超过,5%,以上的燃煤锅炉，如果制粉系统掺入的冷风量小于,5%,，热一次风加热器降低排烟温度的空间只有,3,左右。,另一个限制是其降低排烟温度的幅度。目前，燃煤锅炉掺入冷风的最大比例约为一次风的,30%-40%,，以此计算，热一次风加热器降低排烟温度的幅度小于,30,。,虽有上述局限，但由于电厂燃煤锅炉制粉系统掺入冷风的现象非常普遍，特别是大容量高参数锅炉，且排烟温度高出设计值的幅度通常小于,30,，因此，热一次风加热器具有很好的应用前景。,对于贫煤锅炉掺烧或改烧烟煤、烟煤锅炉掺烧褐煤等，由于磨煤机入口温度控制、送粉温度控制等造成排烟温度升高的情况，均适合采用热一次风加热器。,10,(1),根据现场条件，确定一次风加热器的几何空间；,(2),根据现场条件，确定一次风加热器许可的最大阻力；,(3),根据加热器的几何尺寸、许可阻力及其吸热量选择热一次风加热器许可的最小传热温压（即温差）,;,(4),根据加热器许可的传热温压及起进出口烟气温度，选择热一次风加热器许可的最高进口水温；,（,5,）根据进口水温，选择取水的位置（锅炉给水或某级加热器出口凝结水）；,（,6,）对选定的取水位置及前移,1,、,2,级取水位置的几个方案进行经济性分析及投资回收其等计算，确定工程应用的最佳方案。,建议：从经济性方面考虑，在有条件时，可优先考虑采用省煤器类热一次风加热器或高压热一次风加热器（凝结水取自回热系统的高压加热器侧）,加热器进口水温的选择程序与原则,11,华润电力（兴宁）有限公司位于广东省兴宁市，隶属于华润电力控股有限公司，公司一期建设为,2135MW,燃煤发电机组，锅炉为上海锅炉厂设计的燃用无烟煤的自然循环锅炉。工程于,2004,年,4,月开工建设，两台机组分别于,2006,年,10,月,22,日和,2007,年,5,月,14,日投入商业运行，效益良好。,该锅炉采用直流式燃烧器，四角切圆布置。制粉系统为中储式热风送粉系统。由于燃用无烟煤，热一次风温度设计为,400,，风粉混合温度为,224,。其一、二、三次风设计参数如下表：,四 应用案例,12,由于煤炭市场的变化，从,2010,年起便开始掺烧烟煤，而且逐步全烧烟煤。燃用烟煤后，由于制粉与送粉温度要求低，冷风掺入量很大，导致锅炉排烟温度高达,160180,，夏季最高可能超过,200,，严重影响了机组的运行经济性。,为了适应燃用烟煤的需要，华润电力（兴宁）有限公司对,1,、,2,号锅炉的燃烧器、风粉系统进行改造，为燃烧烟煤创造条件。,在热一次风管道中增设热一次风加热器，安装位置为锅炉,22m,粉仓两侧的一次风母管上，,A,、,B,两侧各一只。冷却水取自,#6,低加出水母管凝结水；冷却水经热交换后回至,#5,低加进水母管。,空气预热器,去二次风,去磨煤机,去送粉系统,热一次风,加热器,13,加热器系统图,14,改造新增材料（视机组具体布置情况而不同）：,凝结水管道：,200m,（单台炉）；,调节阀：,2,个；,闸阀：,3+4,个；,放水阀：,4,个；,放气阀：,2,个；,压力表、温度表：各,1,个；,保温材料：,70m,3,；,弯头、三通、大小头：若干；,弹簧吊架及管道支座等：若干；,钢板、工字钢、槽钢、角钢等型钢不超过,5,吨。,改造接口时间可控制在,5,天以内，管道及加热器安装时间约,10,天。,改造投资：,150,万（,135MW,单台炉）,15,加热器外形图,16,18,19,运行效果：,改造工程分别于,2011,年,1,月,21,日（,1,号锅炉）和,2012,年,2,月,7,日（,2,号锅炉）完成。,机组投运后，热一次风温度由,400,降低到,120,130,的范围内，降温幅度为,270,左右，风粉混合温度在,80,左右；锅炉排烟温度降低约,20,；凝结水温度由,78,左右升高到,98,左右，温升为,20,。由于是中储式制粉系统，负荷变化时，热一次风率基本不变化；同时，在负荷从,90MW,到,135MW,变化时（机组低负荷未低于,90MW,），加热器入口热一次风温度的变化和凝结水流量的变化基本相匹配，因而，在各种负荷下，降低后的热一次风温度基本上稳定在,120,130,范围内，凝结水的温升基本上维持在,20,左右。,经测算，以排烟温度降低,20,计算，锅炉热效率提高约,1.3%,；由于管道系统变化和加热器阻力等，使风机电耗增加，厂用电率增加约,0.12%,；凝结水泵等耗电情况未统计，机组综合供电煤耗降低,3.8g/kWh,。,20,低压热一次风加热器的工程应用实例,1,：,（,1,）,2,台,135MW,机组锅炉，原设计无烟煤，现燃用高挥发分烟煤；（,Vdaf,约,35%,），,（,2,）中储式热风送粉系统，一次风约,400,，系统掺冷风占总风率的,10%,左右，由此导致锅炉排烟温度升高,20,以上，且风粉混合物温度仍然高达,180,左右，未改造前只能掺烧烟煤,；,（,3,）采用热一次风加热器后，将热一次风温度降低到,120,左右，风粉温度控制在,80,左右，解决了送风系统的安全问题，同时，,系统不再掺冷风，锅炉排烟温度降低了,20,以上。,1,）与改前相比：降低供电煤耗,2g/kw.h,；,2,）如果与全部掺冷风将热风温度降低到,120,左右相比,：降低供电煤耗约,4g/kw.h,；,（,4,）改造后（包括燃烧器改造为烟煤型燃烧器），锅炉实现了全烧高挥发分烟煤，锅炉热效率提高了,3%,以上，总计降低供电煤耗,10g/kw.h,以上。,20,华能聊城热电厂,#5,炉因为贫煤锅炉需要改烧烟煤，进行了同兴宁电厂类似的改造。,因为锅炉原燃烧烟煤，制粉系统未掺冷风，改后该炉排烟温度降低不明显。,凝结水温升,6,，热风温度降低约,140,。,具体节能指标未详细核算。,22,聊城,#5,炉冷热风管道系统图,23,聊城,#5,炉热一次风加热器现场照片,24,聊城,#5,炉热一次风加热器标牌及设计参数,25,深能合和电力河源电厂,#2,炉,600MW,超超临界机组,2012,年,12,月至,2013,年,1,月实施热一次风加热器改造,河源电厂,#2,炉,热一次风加热器,凝结水管道系统图,26,河源电厂,#2,炉热一次风加热器改后,凝结水系统,DCS,画面,27,河源电厂加热器改造效果：,1,）满负荷下，凝结水全水量温升,7,；按锅炉效率不变估算可节煤,1.276g/kWh;,2,）排烟温度降低,15,以上，不考虑燃烧经济性及飞灰、炉渣含碳量的降低，锅炉效率可提高,0.75%,左右；,3,）磨煤机进、出口温度降低，且磨进、出口风门可调，制粉系统安全性增加；,4,）二次风温提高，燃烧经济性增加，飞灰与炉渣含碳量降低；,5,）,#5,低加抽汽被排挤，机组汽耗降低，循环水量不变下凝汽器真空提高；,6,）满负荷排烟温度降低至,120,，烟气体积流量降低，烟速降低，比电阻降低，除尘器效率提高，粉尘排放降低；,7,）排烟温度降低，脱硫喷水量降低约,1015t/h,；,8,）引风机及增压风机电流降低，满负荷约降低,60A,（两侧和）。,30,热一次风加热器改造项目投资：,单台炉 不含安装 含安装,135MW,机组：,120,万,150,万,300MW,机组：,300,万,350,万,600MW,机组：,380,万,450,万,适用排烟温度高、制粉系统掺冷风偏大的锅炉，要求一次风机有,1.2kPa,的压头裕量。,平均节煤,1.5g/kWh,年内即可收回成本。,31,项目联系人：,王春昌：热工院煤粉锅炉技术部副主任，专利发明人。,029-82102564,，,13709258553,薛 宁：热工院煤粉锅炉技术部高级工程师，项目经,理，负责燃烧器改造项目、热一次风加热器,项目的策划、设计、采购及施工组织等。,029-82102269,，,18802930568,谢谢！,32,