300MW等级亚临界和超临界供热机组的可行性分析

300MW等级亚临界和超临界供热机组的可行性分析
300MW等级亚临界和超临界供热机组的可行性分析
1 前言
目前国内亚临界300MW等级机组已成为我国火力发电的主力机组,制造、安装、运行经验已很成熟。

随着技术的不断进步和节能减排产业政策的要求,300MW等级机组参数已由亚临界参数(18.0MPa,540℃)发展到超临界参数(25.0MPa,540℃~566℃)。

根据电力市场发展形势需要,本文主要以大旺热电厂为例,根据大旺热电厂的供热要求和燃料特性,选择与之相匹配的机组型式,并从国产制造能力、运行可靠性及技术经济方面做论述,来综合论证亚临界和超临界机组的可行性。

2 工程概述
2.1 煤源及煤质
国电肇庆大旺工程煤源采用山西晋北平朔煤作为设计煤种,内蒙古伊泰煤为校核煤种。

燃煤为高挥发份烟煤,点火及助燃油为0号轻柴油。

2.2 煤质特性分析
本工程燃煤属于低硫、中富灰份、中等发热量烟煤,设计煤种结渣特性低、校核煤种结渣特性高。

由于Vdaf 37%故燃煤较易着火,根据《大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则》其燃烧方式“宜采用切向燃烧或墙式燃烧方式,并配直吹式制粉系统”。

2.3热负荷现状
依据山东省城乡规划设计研究院编制的本项目热网部分可研报告,根据对电厂周边地区用汽企业的情况调查,热用户用汽压力参数基本上为0.4MPa~0.9MPa之间,用汽温度参数基本上在180℃以下。

考虑到管道输送沿程压力损失及温度降低后,热源送汽参数定为1.2MPa,250℃,可满足各用户要求。

实际用户可按实际生产工艺要求,通过设置配汽站减温减压调整以各自满足需要。

3 装机方案的拟定与方案比较
根据热负荷数据,结合热负荷特性曲线,从保证供热可靠性和具备适
应热负荷变化的能力出发,拟考虑以下二种装机方案。

下面对二种装机方案分别进行简述和比较:
如果采用两台2×300MW等级亚临界抽凝式供热机组,设2级可调式抽汽。

这种机型技术成熟,在采暖供热业绩较多,但抽汽参数较低。

根据我院多方调研以及与多家汽轮机厂的交流和咨询,对于300MW亚临界供热机组,1.6MPa,200t/h的抽汽参数实现起来难度很大,原因如下:
1)1.6MPa,200t/h的抽汽参数,不仅压力高,而且抽汽流量大,如从中压缸中间抽出,对外供热抽汽需采用回转隔板调节,并且汽轮机本体抽汽开孔要加大,轴承间距也相应加大,
结构上会影响到中压缸周围其他抽汽的孔开孔和布置,对现有机型的改动较大,目前国内
300MW汽轮机没有相似参数的工程设计方案和运行业绩。

2)在对外供热能力为:1.6MPa,额定150t/h,最大200t/h;1.0MPa,额定250t/h,最大300t/h的情况下,根据汽机厂资料,要求汽轮机的最大进汽量不小于1100t/h,而300MW亚临界汽轮机的最大进汽量仅为1025t/h,汽轮机通流能力不能满足工业抽汽量的要求。

综上所述,考虑到本工程的热用户都是工业企业,其对供汽的稳定性要求很高,一旦发生用汽参数不满足生产要求的情况,将对企业造成很大的损失,因此,必须要考虑稳定的供汽热源,采用300MW亚临界机组存在无成熟的机型和最大进汽量不足等问题,因此300MW亚临界抽凝式机组不适合本工程,不考虑进行方案对比。

(1)方案一简述
本方案采用两台2×330MW(或2X350MW)亚临界抽凝式供热机组,东方汽轮机厂和哈尔滨汽轮机厂分别有330MW和350MW相似运行参数的设计方案和订货业绩。

由于和300MW机型同为亚临界机组,只是汽轮机的最大进汽量有所提高,
所以大部分情况相同,下面仅就不同之处进行简述:
1)1.6MPa,200t/h的抽汽参数,不仅压力高,而且抽汽流量大,和300MW机型一样,如从中压缸中间抽出,也会导致汽轮机本体抽汽开孔加大,轴承间距也相应加大。

也会影响到汽轮机中压缸周围其他抽汽的
孔开孔和布置,但由于容量大,汽机的本体尺寸有所加大,所以对机型的改动较小,机组的可靠性较300MW机型有较大改善,目前国内已有相似参数工程的设计订货业绩,但尚无运行业绩。

2)在对外供热能力为:1.6MPa,额定150t/h,最大200t/h;1.0MPa,额定250t/h,最大300t/h的情况下,根据汽机厂提供资料,要求汽轮机的最大进汽量不小于1100t/h,本方案330MW(或350MW)亚临界汽轮机的最大进汽量大达到1100t/h以上,可以满足要求。

目前,国内已有工程采用了330MW(或350MW)亚临界工业、采暖双抽供热机组,工业抽汽采用回转隔板调节,采暖抽汽采用中、低压缸连通管上加装蝶阀进行调节,其中其中西固电厂额定工业抽汽参数为1.5MPa(a)、
200t/h,最大工业抽汽参数为1.5MPa(a)、280t/h;沈煤红阳电厂额定工业抽汽参数1.5MPa(a)、240t/h,最大工业抽汽参数为1.5MPa(a)、300t/h(现设计为单抽,中排压力为0.8MPa,可用蝶阀调节后进行二级工业抽汽)。

国内已有2级调整工业抽汽机组的设计方案,但尚无运行业绩。

综上所述,从技术的角度出发,方案一(2×330MW或2X350MW亚临界抽凝式机组)可适合本工程。

(2)方案二简述
本方案采用两台2×350MW超临界抽凝式供热机组,采用旋转隔板调节高压抽汽,低压抽汽采用中、低压缸连通管上加装蝶阀进行调节。

A、供热的安全性、可靠性
第一级可调工业抽汽为1.6MPa、150/200(t/h),从汽轮机中压缸中间部位抽出,汽轮机高中压缸采用分缸设计,用回转隔板来进行参数调节,经济性好,但采用回转隔板进行调节的这种设计, 都还处于研发阶段,哈汽和东汽均表示有兴趣做,但基本是刚刚起步开始做这部分工作,还没有明确的完成时间,所以回转隔板的这种调节设计受汽轮机厂开发时间,。