背压式汽轮机驱动引风机的系统配置选择及节能分析
背压式汽轮机驱动引风机的系统配置选择及节能分析
1 背压式汽动引风机配置 的选择
电厂 三期 工 程 每 台锅 炉原 配 备 2台 5 0 % 容 量 引风机 , 采 用成 都 电 力机 械 厂 生 产 的 A N系 列 轴流通 风机 , 型式 为静 叶可调 轴流 式 , 采用 定 速 电
同时将 背压 式小 汽轮机 排汽对 外供 热 。该 方案 不 但 降低 了 厂用 电率 , 而且 没有 冷源损 失 , 节 能效益 显著 , 并且 还可 以为 电厂带来 供热 的经济 收益 , 是 较为理 想 的模式 。
通过调整静导叶角度改变风机曲线 , 在 向低负荷调
整时会带来一定 的损 失 。若采用变 频 电机 , 可通过 转速调节风机风 量 , 但 变频 电机 的成本 十分 昂贵 。 文 中电厂 为 响应 国 家 节 能 减 排 的 国 策 及 打
增压 风机 , 取 消及 脱 引风机硫 增压 风机 的电动机 ,
机组同步投产引风机与脱硫增压风机合并 的基础
上, 使得引风机 容量 进一 步增 大 , 从 而 带来 电机启 动 电流过大 、 厂用 电电压等级 提高等 问题 L 1 ] 。并 且 由于大容量锅 炉引风机多采用静 叶可调 轴流式 ,
t h e me t h o d s f o r r e a l i z i n g t u r b i n e - d r i v e n mo d e h a v e b e e n g i v e n,a n d t h e f e a s i b i l i t y b e i n g v e r i f i e d .
作者简介 :陆诚 ( 1 9 8 4一) , 男, 硕士研究生 , 研究方 向为工业 控制 , 电科 学研 究院 杭 州 3 1 0 0 0 0 )
汽动引风机背压机性能试验报告
密级检索号杭州意能电力技术有限公司科学技术文件国电北仑电厂#7汽轮发电机组汽动引风机改造后性能试验报告二〇一一年六月国电北仑电厂#7汽轮发电机组汽动引风机改造后性能试验报告编写者:审核者:审批者:参加人员:杭州意能:蔡洁聪、陆诚、楼可炜、叶蔚蔚等国电北仑:陈建县、胡伟锋、杨成银等目录1 概述 (1)2 试验参数测量 (3)3 机组运行方式及系统隔离 (3)4 试验计算方法 (5)5 试验结果说明及分析 (5)附表1:热力性能(验收)试验质量控制实施情况表附表2:(汽机热力试验)危险源预控措施表摘要本试验报告主要介绍了北仑发电厂#7机组汽动引风机改造后热力性能试验的情况,包括试验目的、试验标准、试验工况、试验参数测量方法及试验机组运行方式等。
文中给出了试验数据和结果,并对试验结果进行了比较和分析。
关键词北仑发电厂#7机组汽动引风机试验报告1 概述国电北仑发电厂#7机组为1000MW超超临界燃煤机组,汽轮机由上海汽轮机有限公司提供,为1000MW超超临界、一次中间再热、反动式、四缸四排汽、单背压、凝汽式汽轮机,机组型号为N1000-26.25/600/600。
2010年初三期#6、#7机组进行了对外供热的管路改造,对高压缸部分排汽经减压后从辅汽母管供汽至低压供汽管路。
热网投运后,电厂的热效率及经济性得到了较大提高,但由于高排汽源至供热管路存在近4MPa的压降,节流损耗较大,为响应国家节能减排需要,2011年初国电北仑电厂采用华东电力设计院设计的回热式小汽轮机驱动设备技术,利用部分一级再热器出口的蒸汽进入两台背压汽轮机做功带动两台引风机工作,背压机排汽代替原有的冷再汽源对外供热,使得蒸汽能量的利用效率得到了提高。
2011年5月受电厂方面委托,杭州意能电力技术有限公司将承担该机组汽动引风机改造后的热力性能试验工作。
1.1 机组技术规范和设计参数国电北仑发电厂#7汽轮发电机组的技术规范如下表1所示,汽轮机典型工况下主要参数如下表2所示。
汽 轮 机 驱 动 引 风 机 的 方 案
引风机与脱硫增压风机合并,取消脱硫旁路烟道,锅炉烟气系统仅设置引风机引风机选型的好坏并不唯一决定于选型设计点或风机最高效率点的高低,而是取决于在整个调节范围内都有较高的运行工作效率,并且还要考虑初投资、可靠性、耐磨性、维护费用等诸多重要因素。
从锅炉烟气流通的大系统来看,增压风机是串联在锅炉-脱硝-引风机-脱硫塔-烟囱的烟气流道上。
因此从理论上讲完全可以取消增压风机,通过提升引风机压头来克服锅炉本体、脱硝装置、电袋除尘器、吸风机前烟道、脱硫系统阻力。
取消增压风机后,不会影响脱硫岛的调试和运行。
对于脱硫岛本身,增压风机与引风机合并,引风机取代了增压风机的功能,克服脱硫系统烟气阻力,使烟气能够顺利通过吸收塔和脱硫烟道后进入烟道排放。
两种方案的技术特点比较方案一:引风机和增压风机分别设置,引风机和增压风机的压头均较低,引风机全压比合并设置减少2000Pa。
当脱硫事故时将停机。
方案二:引风机与脱硫增压风机合并设置,脱硫系统正常运行时对锅炉运行影响小,当脱硫事故时将停机。
由于引风机与增压风机合并设置,减少故障点,同时节省初投资和减少厂用电率。
两种方案的运行比较引风机与增压风机合并对炉膛防爆压力的影响目前国内电力行业关于炉膛有以下规程:DL/T435-2004《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程3.2.1》条:无论由于什么原因使引风机选型点的能力超过-8700Pa时,炉膛瞬态设计负压都应考虑予以增加。
本次炉膛设计最大瞬时承受压力按±9800Pa考虑,对于本工程,合并风机的TB点全压升为9300Pa,即使引风机在环境温度下TB点能力较高,通过联锁控制等手段能够保护锅炉的安全运行。
因此,本工程锅炉炉膛防爆压力能够满足引风机和增压风机合并的有关的防爆要求。
机组带脱硫装置运行时,烟气系统是一个整体。
根据机组负荷变化,烟气系统阻力发生变化,引风机和增压风机需作相应调节。
方案一分设模式在机组负荷变化时,需同时调节串联的两种风机,调节比较复杂。
引风机驱动选型
采用 变频 中心方案 ,变频发 电机所 带负荷为锅炉送 、
引风机 、 汽机凝结水 泵以及循环 水泵的用 电负荷。小汽机 转速可调 , 由低 压抽 汽驱动 ( 四抽 ) , 排 汽至主凝汽器。
2 . 4用汽点 及用汽量的确 定 对 于方案二 , 由于背压 式小机的排汽参数 受到 对外供 汽参 数 1 . 2 MP a的限制 ,小 机的汽 源仅能从更高压 力等级 的再热 冷段 、 再 热热段引出。 经咨询 , 冷段 的压 力虽然满足 要求 , 但 温度较低 , 不满足小机进汽的要求 , 仅能采 用一级 再热器 出 口联 箱或再 热热段 引出蒸 汽。但是 , 由于再热 热 段温度 太高 , 经咨询 无能适应这么高参数的小机。故仅 能 选择一 级再热器出 口联箱的蒸汽作为小机 的汽源。 经与小
( S h a n d o n g E l e c t r i c P o w e r E n g i n e e i r n g C o n s u l i t n g I n s t i t u t e C o . , L t d . , J i n a i l 2 5 0 0 1 3 , C h i n a )
关键词 : 引风 机 ; 驱动型式; 可 行 性
Ke y wo r d s : i n d u c e d d r a f t f a n ; d i r v i n g t y p e ; f e a s i b i l i t y
中图分类号 : T M6 2 1 . 2
汽轮机 厂初步 配合 ,当采 用~级再 热器 出口联箱抽 汽时 , 背压 式小机 正常运行时单台用汽量约为 1 0 6 f h 。
2 . 1方案 一
技 术成 熟 , 运行可 靠 , 国内基本上 都采用 电动机驱 动
汽电双驱引风机改造选型方案及布置优化
技术前沿2019.20 电力系统装备丨209Technology Frontier2019年第20期2019 No.20电力系统装备Electric Power System Equipment 锅炉给水泵采用小汽轮机驱动后,电动引风机已成为厂用电最大的用户。
某百万机组配置两台2×50%电动引风机,BMCR 工况下轴功率为6800 kW ,两台引风机已占发电量的1.36%。
现在电厂运行面对深度调峰,发电能力受限,所以针对引风机驱动方式的选择对于整个电厂的经济效益有着非常明显的作用[1][2][3]。
汽电双驱改造不仅可以节约厂用电,使运行更加灵活,而且小汽机排汽或抽汽还可以去厂外供热,减少冷源损失。
本文就某百万机组引风机汽电双驱改造,描述其基本原理、设备参数和布置方案。
1 工程概况本文论述的工程位于江苏省,电厂为2X1030 MW 超超临界燃煤机发电机组,配置2×50%静叶可调轴流引风机。
锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界参数、п 型结构直流炉。
汽轮机采用上海汽轮机厂生产的Siemens 技术、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、超超临界凝汽式汽轮机。
原工程已经从锅炉一再出口抽汽,减压减温后向厂外供热。
改造采用汽电双驱定速动叶可调方案,轴系依次为小汽轮机-可离合齿轮箱-电动机/发电机-引风机,如图1所示。
抽背小汽轮机进汽回热抽汽供热定速比齿轮箱(可离合)异步电机(电动机/发电机)引风机G 厂内6 kV母线段图1 汽电双驱引风机方案2 主要设备参数2.1 小汽轮机考虑到电厂有供热需求,小汽轮机形式采用抽汽背压式。
进汽采用锅炉一级再热器出口汽源,从锅炉两侧对称接出。
抽汽参数与供热参数基本匹配,可以节省这部分蒸汽供热的压降损失。
排汽进入汽机房六抽管道,排挤抽汽,增加汽轮机做功能力。
考虑到将引风机和增压风机合并,长时间运行产生的阻力增加,大机组BMCR 工况下小汽轮机的出力选择为12071 kW 。
背压式汽轮发电机组参数
背压式汽轮发电机组参数1. 背压式汽轮发电机组概述背压式汽轮发电机组是一种常用的发电设备,通过燃烧燃料产生高温高压蒸汽,驱动汽轮机旋转,最终驱动发电机发电。
背压式汽轮发电机组的参数设计是保证其高效稳定运行的关键。
2. 参数设计原则在设计背压式汽轮发电机组的参数时,需要考虑以下几个原则:2.1. 蒸汽参数蒸汽参数是指蒸汽的温度、压力和湿度等参数。
在设计中,需要根据发电机组的容量、负荷特性和使用场景等因素来确定合适的蒸汽参数。
一般来说,蒸汽温度和压力越高,发电效率越高,但同时也会增加设备的成本和运行风险。
2.2. 背压参数背压是指在汽轮机排汽端的压力。
背压的选择需要考虑发电机组的负荷特性和发电机的设计要求。
较高的背压可以提高汽轮机的发电效率,但同时也会影响汽轮机的运行稳定性和可靠性。
2.3. 发电机参数发电机的参数包括额定功率、额定电压、额定频率、功率因数等。
这些参数需要根据实际需求来确定,以满足电网的要求和供电负荷的需要。
同时,还需要考虑发电机的效率、功率因数调节范围等因素。
2.4. 热力参数热力参数包括燃料消耗率、热效率等。
这些参数直接影响发电机组的经济性和环保性能。
在设计中,需要选择合适的燃料类型和燃烧方式,以提高热效率和减少环境污染。
3. 典型参数示例以下是一个典型的背压式汽轮发电机组参数示例:•蒸汽参数:–蒸汽温度:540℃–蒸汽压力:13.5 MPa–蒸汽湿度:0.9•背压参数:–背压:0.2 MPa•发电机参数:–额定功率:50 MW–额定电压:10 kV–额定频率:50 Hz–功率因数:0.8•热力参数:–燃料消耗率:0.35 kg/kWh–热效率:40%4. 参数优化与调整在实际应用中,可以根据实际情况对背压式汽轮发电机组的参数进行优化和调整,以提高发电效率和经济性。
常见的优化方法包括:•优化蒸汽参数,提高蒸汽温度和压力,以提高汽轮机的发电效率。
•调整背压参数,根据负荷特性和发电机的设计要求,选择合适的背压,以提高汽轮机的运行稳定性和可靠性。
如何正确选择背压机的容量和参数
对背压机组某些问题的探讨徐健(吉化公司设计院)热电联合生产,使能源得到合理利用,是节约能源的一项重要措施。
在众多的汽轮发电机组中,背压机由于消除了凝汽器的冷源损失,在热力循环效率方面是最高的,从而降低了发电煤耗、节约能源,故而得以广泛应用。
然而,背压机亦有下述缺点:它对负荷变化的适应性差,机组发电量受制于热负荷变化。
当低热负荷时,汽轮机效率下降,从而使经济效益降低。
以B6-35/10为例,当进汽量减少10%,汽轮机内效率降低1.5%∽4.5%,使热化发电率随之下降。
B6-35/10机组额定工况下,热化发电率为118.9度/百万大卡,进汽量为额定工况的70%时,热化发电率则降至109.4度/百万大卡。
上述原因,使得人们思考和研究如何正确选择背压机的容量和参数?如何在热电联产中克服背压机的弱点以提高发电的经济效益?本文结合化工、造纸等中型企业背压机的选择和计算有关问题,提出自己的几点看法。
1.背压机的选择条件及容量、参数的确定1.1背压机的选择条件关于供热机组的选择,要贯彻以热定电的原则,要视企业的工艺用热情况而定。
企业是用一种参数的蒸汽,还是两种参数的蒸汽;是常年供热,还是间断供热;冬、夏用汽量的大小及参数有何不同;是用热为主,还是热电并重,热负荷是否稳定等。
例如,化肥厂需1.5∽1.7MPa和0.25MPa的蒸汽;造纸、制糖厂需0.3∽1.3MPa蒸汽;制碱厂需1.3MPa和0.5MPa的蒸汽;化纤厂需3.9∽4.1MPa和0.5MPa蒸汽等,对于北方和南方的企业还有采暖用汽与否的区别,故尔北方企业冬夏用汽量的差别甚大,也影响了机组的选型。
对于机组的选型,比较统一的看法是:对于常年用热在6000小时或以上,且只有一种参数的稳定的热用户,选用背压式机组是最理想的。
因此,它广泛用于化工、造纸等企业中作为带基本热负荷的机组或作为工业裕压发电的机组。
对于需要二种蒸汽参数,且常年较稳定的热用户,以选抽汽背压式机组为宜;对既用热又用电,且热负荷变化较频繁的热用户,则选用抽汽冷凝式机组较为合适。
汽轮机及其热力系统性能分析与优化
汽轮机及其热力系统性能分析与优化摘要:传统火力发电生产经营形式日趋严峻,煤炭价格高企,持续降本增效、提高发电机组整体运行效率是传统火力发电企业的重要工作内容之一。
关键词:汽轮机;热力系统;性能优化引言机组相同负荷运行时,若提高主汽压力,机组整体循环热效率提升,但汽轮机进汽调阀节流损失增加,影响超高压缸效率,同时给水泵功耗发生变化导致给水泵汽轮机进汽量改变,影响机组经济性。
也就是说,当循环热效率的降低小于高压缸内效率的提高、给水泵功耗的减小引起的热效率提高时,滑压运行就能提高机组的整体经济性。
1烟气的热力学特征根据烟气的热力学情况,将整个换热过程分为三个阶段:第一阶段,是可凝性气体和不凝性气体都进行放热;第二阶段,随着温度不断下降,烟气温度明显低于露点温度时,有个别水蒸气凝结,从而释放大量潜在热量,其他不凝结性气体和水蒸气都释放热能;第三阶段,当烟气温度下降到露点时,水蒸气只利用凝结放热,不凝结气体则继续释放热量。
工作人员可将余热回收过程分为潜热和显热两个环节,换热器通常使用逆流方式进行布置。
假如低温烟气初始温度为TCO,经过显热放热过程中,其温度降低到Tc1,通过潜热放热过程温度下降到Tc2。
其中TC1表示两个放热过程的转折点,Tc1以上具有热量密度低、温差大等特征,Tc1以下则表示出相反特征。
2汽轮机及其热力系统性能分析与优化2.1热力学模型燃煤电站发电用煤在整个能源消耗中占据较高比例,能有效提升电站活力发电组效率,降低污染物的排放量,对提升我国整体能源利用率,解决目前限制我国社会经济发展的能源问题具有至关重要的作用,对推动我国社会经济健康发展具有重要作用。
而锅炉作为燃煤电站的主要设施,其NOX排放量和锅炉热效率作为目前锅炉燃烧系统的重要因素,根据专业人员统计发现,通过优化燃烧措施,能取得较低的NOX排放和锅炉燃烧效率,是目前最实用的优化方式。
而针对烟气换热器和机组集成的热力系统,工作人员可通过节约型燃料运行方式,给凝结水提供烟气换热器,烟气和凝结水换热通常是利用对流换热。
背压式的抽汽背压式汽轮机电液调节系统方案
用户培训资料背压式汽轮机电液调节系统哈尔滨汽轮机厂控制工程有限公司目录1. 背压式汽轮机调节 (1)1.1 背压式汽轮机工作过程 (1)1.2 背压式汽轮机液压调节系统 (3)1.3 背压式汽轮机电液调节系统(DEH) (4)1.3.1 背压式汽轮机电液调节系统构成 (5)1.3.2 背压式汽轮机电液调节系统的基本原理 (9)1.3.3 背压式汽轮机电液调节系统的主要功能 (11)1.3.4 背压式汽轮机电液调节系统的性能指标 (15)1.3.5 DEH控制系统设计要求 (15)1.3.6 调节保安系统 (16)2. 抽背式汽轮机调节 (18)2.1 抽背式汽轮机工作过程 (18)2.2 抽背式汽轮机电液调节系统 (19)2.2.1 工作原理 (19)2.2.2 基本功能 (21)2.2.3 性能指标 (21)2.2.4 DEH控制系统要求 (21)2.2.5 调节保安系统(见图11) (22)1. 背压式汽轮机调节1.1 背压式汽轮机工作过程背压式汽轮机是一种既供电又供热的电热联供的汽轮机,背压式汽轮机工作原理示意图如图1所示从锅炉来的新蒸汽经过主汽门TV 和调节阀门GV ,进入背压式汽轮机中膨胀做功。
从背压式汽轮机排出的具有一定压力的蒸汽通过阀门V2进入热用户的热网。
这种以电热联供的背压式汽轮机,可以提高循环效率,降低煤耗,达到充分利用能源的目的。
由于热用户对所需蒸汽的质量有一定的要求,即要求背压保持一定,而流量是变化的。
但因背压式汽轮机排汽的压力是基本保持不变的,所以蒸汽流量的改变必将引起发电量的变化。
因此,电用户和热用户之间如何协调工作是背压式汽轮机调节系统的任务背压式汽轮机通常有两种运行方式,一种是按电负荷进行工作,另一种是按热负图 1荷进行工作,根据不同的运行方式,对调节系统的要求也不尽相同。
按电负荷工作的背压式汽轮机通常与其它热源共同向热用户供汽。
热用户所需要的蒸汽量除了由背压式汽轮机提供外,还应有其它汽源。
背压式汽动引风机排汽切换操作优化
背压式汽动引风机排汽切换操作优化发布时间:2023-02-16T02:24:43.674Z 来源:《当代电力文化》2022年19期作者:胡志超1 张桂彬2 昌小朋2 卢琼2 [导读] 在电力行业节能减排政策下胡志超1 张桂彬2 昌小朋2 卢琼21.江门市新会双水发电三厂有限公司,广东江门 529000;2.中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司,湖南长沙 410000摘要:在电力行业节能减排政策下,新建大机组汽轮机单机容量和蒸汽参数越来越高,由于火电厂是一个复杂的热力系统,为了提高其运行的经济性,不仅需要提高主机效率,而且还需改善热力系统中所有辅机的配置和运行方式。
引风机和给水泵作为电厂中的耗电大户,是电厂重要的辅机,其运行状况是降低厂用电率的重点环节,所以优化引风机的运行方式具有重要的实践意义,经过机组调试期和运行期的分析研究,通过优化调整实现汽动引风机在各负荷工况安全经济运行,为背压式汽动引风机的长期稳定运行提供借鉴。
关键词:背压;汽动引风机;排汽;切换;优化1 概述广东省某超超临界660MW机组锅炉为超超临界参数、变压运行直流炉,塔式结构,锅炉引风机系统采用(40%容量)电动引风机及100%容量的汽动引风机。
本工程引风机采用单列配置,采用背压式小汽轮机驱动动叶可调轴流式引风机,并配一台容量为40%THA 启动用电动驱动动叶可调轴流式引风机。
汽动引风机背压排汽额定参数为1MPa,316℃,背压排汽用户有除氧器加热、低压工业供汽,背压事故排汽至凝汽器疏水扩容器。
本机组配置100%容量的汽动给水泵,汽动给水泵正常运行汽源为四段抽汽,且四段抽汽供给除氧器加热,四段抽汽额定参数为0.971MPa、364℃,与汽动引风机背压排汽相同。
2 背压排汽切换过程描述机组负荷大于20%额定负荷时投入四段抽汽至除氧器供汽,退出辅汽至除氧器加热。
机组负荷大于30%额定负荷时投入汽动引风机运行,即由40%容量电动引风机切换至汽动引风机运行,汽动引风机背压排汽至除氧器加热。
大型电厂驱动引风机用汽轮机选型分析
Engineering Technology and Development 工程技术与开发0 引言随着国内燃煤发电厂汽动引风机项目陆续投入运行,锅炉引风机采用汽轮机驱动的优势越来越明显,比如降低了电厂厂用电的用电量、启动电流及电压等级等,同时也给部分电厂带来了可观的经济效益。
因此,越来越多的燃煤发电厂在新建项目和改造项目中开始考虑将锅炉引风机的驱动方式有传统的电动机驱动改为由汽轮机驱动。
目前,国内燃煤发电厂驱动锅炉引风机的汽轮机主要由两种形式:凝汽式汽轮机与背压式汽轮机。
本文结合某1000MW等级超超临界燃煤机组驱动锅炉引风机用汽轮机项目,就该项目用汽轮机分别采用凝汽式汽轮机和背压式汽轮机两种方案进行对比和探讨。
1 凝汽式汽轮机和背压式汽轮机两种方案比较1.1 进汽方案的比较引风机用汽轮机如采用凝汽式汽轮机,则汽轮机的汽源一般采用低压蒸汽,比如:主汽轮机的四段抽汽、五段抽汽或者辅助蒸汽等,其中辅助蒸汽一般作为调试、启动用汽。
引风机用汽轮机如采用背压式汽轮机,则汽轮机的汽源可分为高压汽源和低压汽源两种。
其中高压汽源有锅炉再热器出口蒸汽、锅炉再热冷段蒸汽等,低压汽源有主汽轮机的二段抽汽等。
背压式汽轮机的调试、启动用汽一般采用临机汽源或其他汽源。
引风机用汽轮机的汽源采用何种汽源,具体还要根据项目本身特点来定,比如蒸汽的富余量。
如果某路汽源比较紧张,就不适合作为引风机用汽轮机的汽源,因为引风机用汽轮机的用汽量比较大。
由于引风机设备的启动是先于锅炉、主汽轮机等设备的启动,因此引风机用汽轮机的启动汽源就要特殊考虑。
如果项目为电厂扩建工程,则可以利用同电厂临机或前期项目中的汽源。
但如果项目为新建电厂,没有临机汽源或其他汽源,则需要考虑增加启动锅炉,以作为引风机用汽轮机的启动、调试用汽。
另外也可以考虑增加电动引风机作为备用引风机,以便在启动或事故工况下运行。
1.2 排汽方案的比较凝汽式汽轮机的排汽压力较低,一般需要配置凝汽器将排汽转换为凝结水,因此采用凝汽式的引风机用汽轮机的排汽去向为主汽轮机的凝汽器等。
3种主流汽动引风机方案
针对国内主要的3种汽动引风机技术,从设备配置、技术特点及经济性等方面进行了分析比较,并对汽动引风机改造及运行中存在的问题进行了总结。
结果表明:背压式汽电双驱动方案的系统配置最为简洁、所需场地较少、系统可靠性最好,且净收益最高,但投资额也较高,3种方案的静态投资回收时间差别较小。
三种配置方案1.1凝汽式汽动图1凝汽式汽动方案示意图该方案一般配置2台5O%容量的静叶可调轴流风机,设2台凝汽式给水泵汽轮机,需要设置供汽管道系统、轴封系统、凝汽器、凝结水系统、抽真空系统、循环冷却水系统、润滑油系统等。
由于引风机改为给水泵汽轮机驱动,为满足机组启动需求及降低辅机故障减负荷(RB)工况下机组运行风险,每台机组设置1台备用电动引风机。
1.2背压式汽动按热用户需求不同可将供热分为工业供热和采暖供热。
该方案一般配置2台5O%容量的静叶可调轴流风机,设2台背压式给水泵汽轮机。
由于给水泵汽轮机排汽直接排至供热系统或主机热力系统,因此不需要设置冷端系统。
与凝汽式汽动方案相比,该方案可以减少凝汽器、凝结水系统、抽真空系统及循环冷却水系统。
为满足机组启动需求及降低RB工况下机组运行风险,每台机组设置1台备用电动引风机。
图2背压式汽动方案示意图1.3背压式汽电双驱动背压式汽电双驱动在石化行业应用较多,在火力发电行业应用较少。
该方案配置了2台5O%容量的静叶可调轴流风机,设2台背压式给水泵汽轮机和2台异步电动发电机。
该方案与背压式汽动方案相比,不同点主要有:(1)多设置了2台异步电动发电机;(2)减速齿轮箱必须有离合器;(3)不用设置备用电动引风机。
厂内6kV母线图3背压式汽电双驱动方案示意图1.43种方案对比3种方案的主要设备配置情况见表1(“卡表示方案中配置该设备)。
由表1可得:凝汽式汽动方案增加的辅助系统最多,需要占用的场地较多,且维护工作量最大;背压式汽电双驱动方案较背压式汽动方案增加了2台异步电动发电机,但是减少了备用电动引风机,其系统配置更为简洁,所需场地较少,且维护工作量最低。
背压式汽轮发电机组参数
背压式汽轮发电机组参数背压式汽轮发电机组参数的评估与优化1. 前言背压式汽轮发电机组是一种常见的能源转换设备,可将热能转化为电能。
在设计和运行过程中,对其参数进行全面评估和优化是至关重要的。
本文将深入探讨背压式汽轮发电机组的参数,并重点关注其深度和广度。
2. 背压式汽轮发电机组的工作原理背压式汽轮发电机组采用的是逆向布氏循环,它将高温高压的蒸汽从汽轮机中排出,然后通过背压式涡轮扩展机使其膨胀,最终到达低压、低温条件下。
该过程既可以提供发电所需的动力,又可以回收蒸汽的余热。
3. 背压式汽轮发电机组的参数在评估背压式汽轮发电机组的性能时,有几个关键参数需要考虑:3.1 蒸汽输入参数:包括蒸汽的温度、压力和质量流量。
这些参数直接影响发电机组的产能和效率。
3.2 并联电网:背压式汽轮发电机组通常与电网并联运行。
在设计和操作中,需要考虑与电网的匹配,以确保发电能力与电网需求相协调。
3.3 涡轮扩展机参数:包括扩展机的工作压力比和扩展机的效率。
这些参数直接影响蒸汽膨胀过程的效率,从而影响发电机组的整体效率。
3.4 背压比:背压比是背压式汽轮发电机组的一个重要参数,它表示了扩展机排气压力与进汽压力之比。
合理选择背压比可以在满足一定发电能力的最大限度地回收余热。
4. 评估方法及优化策略4.1 评估方法:对于背压式汽轮发电机组的参数评估,可以采用数值模拟、实验测试和经验分析相结合的方法。
数值模拟能够提供详细的参数分布和性能预测,实验测试能够验证模拟结果的准确性,而经验分析则可以根据已有案例进行参数调整和优化。
4.2 优化策略:在评估过程中,可以通过调整背压比、优化涡轮扩展机参数和优化蒸汽输入参数等方式来提高发电机组的效率和性能。
还可以考虑热回收使用、设备布局和维护策略等方面的优化。
5. 个人观点和理解背压式汽轮发电机组的参数评估和优化是一个综合性的工作,需要考虑多个因素的相互影响。
在设计和操作中,需要充分理解发电机组的工作原理、电网需求和热力学性能,以便合理选择和调整参数。
背压式汽轮发电机组参数
背压式汽轮发电机组参数一、背压式汽轮发电机组的基本概念背压式汽轮发电机组是一种利用汽轮机能量释放和电机能量转换相结合的设备。
其基本原理是将燃气通过燃烧室燃烧,产生高温高压的燃气,然后通过汽轮机转换为机械能,进而驱动发电机产生电能。
与其他发电机组相比,背压式汽轮发电机组具有较高的热效率和经济性。
二、背压式汽轮发电机组参数的重要性正确选择和合理设置背压式汽轮发电机组的参数对于保证设备的高效运行具有重要意义。
下面将从以下几个方面介绍背压式汽轮发电机组参数的重要性。
2.1发电机额定功率发电机额定功率是指发电机在额定工况下能够连续供电的功率。
选择合适的发电机额定功率可以避免设备过载或发电能力不足的情况发生,保证发电机组的稳定运行。
2.2蒸汽进口温度和压力蒸汽进口温度和压力是决定汽轮机工作性能和发电机组热效率的重要参数。
适当调整蒸汽进口温度和压力可以提高汽轮机的输出功率,降低能耗,从而实现经济运行。
2.3排气压力排气压力是指汽轮机排出蒸汽的压力。
合理设置排气压力可以实现能量的最大利用,提高热效率。
过高的排气压力会导致能量的浪费,而过低的排气压力则会影响发电机组的正常运行。
2.4背压比背压比是指排气压力与进气压力的比值。
背压比的大小直接影响汽轮机的性能和发电机组的效率。
合理设置背压比可以提高发电机组的发电效率,减少能源的消耗。
2.5控制系统控制系统是背压式汽轮发电机组中非常重要的组成部分。
它可以通过对发电机组的各项参数进行监测、调节和控制,保证设备的稳定运行。
合理设置控制系统的相关参数可以提高发电机组的运行效率和可靠性。
三、背压式汽轮发电机组参数的选择与优化为了选择和优化背压式汽轮发电机组的参数,需要考虑多个因素的综合影响。
下面将从以下几个方面介绍背压式汽轮发电机组参数的选择与优化方法。
3.1综合考虑设备需求和可用资源在进行参数选择与优化时,需要充分考虑设备运行所需的功率、燃料种类与可用资源之间的关系。
根据实际情况评估可用的燃气质量和数量,综合考虑设备的运行效率和经济性,选择合适的发电机额定功率和蒸汽进口温度、压力。
背压式汽轮机最佳运行及系统改造后的热效率分析
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald99由于供热背压式机组的发电量决定于热负荷大小,宜用于热负荷相对稳定的场合,否则应采用调节抽汽式汽轮机。
背压式汽轮机的排汽压力高,蒸汽的焓降较小,与排汽压力很低的凝汽式汽轮机相比,发出同样的功率,所需蒸汽量为大,因而背压式汽轮机每单位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽轮机。
但是,背压式汽轮机排汽所含的热量绝大部分被热用户所利用,不存在冷源损失,所以从燃料的热利用系数来看,背压式汽轮机装置的热效率较凝汽式汽轮机为高。
由于背压式汽轮机可通过较大的蒸汽流量,前几级可采用尺寸较大的叶片,所以内效率较凝汽式汽轮机的高压部分为高。
1 背压式汽轮机原理分析背压式汽轮机是将汽轮机的排汽供热用户使用的汽轮机。
其排汽压力(背压)高于大气压力。
背压式汽轮机排汽压力高,通流部分的级数少,结构简单,同时不需要庞大的凝汽器和冷却水系统,机组轻小,造价低。
当他的排汽用于供热时,热能可得到充分利用,但这时汽轮机的功率与供热所需蒸汽量直接相关,因此不可能同时满足热负荷或动力负荷变动的需要,这是背压式汽轮机用于供热时的局限性。
发电用的背压式汽轮机通常都与凝汽式汽轮机或抽汽式汽轮机并列运行或并入电网,用其他汽轮机调整和平衡电负荷。
对于驱动泵和通风机等机械的背压式汽轮机,则用其他汽源调整和平衡热负荷。
发电用的背压式汽轮机装有调压器,根据背压变化控制进汽量,使进汽量适应生产流程中热负荷的需要,并使排汽压力控制在规定的范围内(见表1),对于蒸汽参数低的电站汽轮机,有时可在老机组之前迭置一台高参数背压式汽轮机(即前置式汽轮机),以提高电站热效率,增大功率,但这时需要换用新锅炉和水泵等设备。
由表1可知,这种机组的主要特点是设计工况下的经济性好,节能效果明显。
另外,它的结构简单,投资省,运行可靠。
主要缺点是发电量取决于供热量,不能独立调节来同时满足热用户和电用户的需要。
引风机汽动驱动联合供热系统案例分析
引风机汽动驱动联合供热系统案例分析1、设备简介东汽630 MW超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机,最大功率为695.781 MW(VWO 工况),最大连续出力为678.885 MW(T-MCR),额定出力为630 MW。
每台锅炉配 2 台成都电力机械厂生产的 YA 系列50%容量轴流引风机,每台引风机额定轴端功率 2 815 kW,采用定速电动机驱动。
2、问题描述解决公司环保设施增容带来电动引风机出力不足问题。
3、解决措施考虑到厂用电量富裕量不足、电厂周边有供热需求的情况,在高厂变系统未增容改造的前提下,采用了一种引风机由电动机驱动改为汽动小汽轮机驱动和联合供热的节能技术,实现高效供热,达到蒸汽热能梯级综合利用,实现能耗和厂用电量大幅下降。
具体为:汽动引风机联合供热系统如下。
引风机小汽轮机采用一级回热抽汽设计,在非采暖期小汽轮机排汽和一级回热抽汽分别进入2 个串联的梯级排汽换热器加热凝结水,减少大汽轮机八段抽汽,小汽轮机抽汽和排汽用以梯级加热凝结水;在采暖期小汽轮机排汽和一级回热抽汽分别进入2 个串联的梯级热网换热器加热热网循环水,代替部分中压缸排汽抽汽。
小汽轮机配备单独的润滑油、控制油系统,以及单独的轴封与抽真空系统。
由于凝结水和热网循环水水质不同,在采暖期和非采暖期使用2 套不同的排汽和热网换热器。
小汽轮机设计正常汽源为中压缸排汽,启动时采用辅汽联箱汽源。
保留 1 台原来电动引风机,布置在 2 台汽动引风机中间位置,满足机组启动需求。
4、经济性分析机组在 630 MW 运行工况下,将汽轮机中压缸排汽抽汽进入小汽轮机做功后,乏汽加热凝结水的方案,与汽轮机中压缸排汽抽汽继续在低压缸做功至八段抽汽抽出的方案进行对比结果如下。
1)中压缸排汽到小汽轮机进汽的热损失为11.2kJ/kg;蒸汽在小汽轮机中的做功效率为运行效率,即87.3%;从中压缸排汽到八抽的运行效率为88.1%;小汽轮机效率小于汽轮机中压缸排汽至八段抽汽效率,但小汽轮机由排汽及一级抽汽梯级加热凝结水,降低了加热抽汽整体温度,使得小汽轮机的运行背压低于八段抽汽,扣除管道的热损失,单位蒸汽在小汽轮机中做功要比在大汽轮机中做功的有效焓降多 60.4 kJ/kg。
抽汽背压式汽动引风机改造技术及调试优化
抽汽背压式汽动引风机改造技术及调试优化马新立(江苏方天电力技术有限公司,江苏南京 211102)摘要:汽动引风机改造是在役大型机组技改的热点,详述抽汽背压式汽动引风机改造设备、系统的特点与功能。
针对商业运行机组大修工期短和要求高的实际情况,采用辅汽对汽动引风机冲管和首次启动工作,优化了小机暖管过程和运行方式,以满足锅炉冷态动力场试验要求。
为避免引风机失速和小机超速,提出了机组带较高负荷时汽动引风机并入技术,为其它电厂汽动引风机改造提供借鉴。
关键词:汽动引风机;抽汽背压机;改造;调试1 引言在役火电机组锅炉引风机和脱硫增压风机普遍采用电动机驱动,随着国家出台强制取消脱硫旁路的政策,两者合二为一成为必然趋势,电动机功率进一步增大,为降低厂用电率,避免电动机启动电流对厂用电系统的冲击,汽动引风机技术改造应运而生。
目前引风机由电动改为汽动有两种方式:一种为凝汽式小汽机驱动,另一种为背压式小汽机驱动。
背压式小汽机驱动节能效果较好,而抽汽背压式小汽机驱动国内没有先例,供热方式灵活。
2 设备及系统配置2.1 锅炉概况某电厂一期工程2×1000MW机组锅炉系哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的超超临界变压运行直流锅炉,并由三菱重工业株式会社(Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd)提供技术支持,锅炉采用П型布置、单炉膛、一次中间再热、低NOx PM主燃烧器和MACT燃烧技术、反向双切园燃烧方式,炉膛为内螺纹管垂直上升膜式水冷壁,循环泵启动系统;调温方式除煤/水比外,还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。
每台锅炉原配2台50%容量引风机,采用成都电力机械厂生产的AN 系列轴流通风机,型号为AN42e6(V13+40),型式为静叶可调轴流式。
采用定速电动机驱动,#1机组引风机电动机额定功率7000kW。
脱硫系统原配置两台成都电力机械厂生产的静叶可调轴流式脱硫增压风机,型号为ANT45e6(V13+40),采用定速电动机驱动,脱硫增压风机电动机额定功率3000kW。
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doi:10.3969/j.issn.1009-3230.2013.09.006背压式汽轮机驱动引风机的系统配置选择及节能分析陆诚(国网浙江省电力公司电力科学研究院杭州310000)摘要:以电厂超超临界1000MW机组的设计参数为基础,给出采用汽轮机驱动引风机的实现途径和方法,论证其可行性,并对采用汽轮机代替电机驱动引风机的经济性进行分析,给相关的工程设计提供参考。
关键词:引风机;汽轮机驱动;背压式;系统配置;经济性评价中图分类号:TM621.7文献标志码:B文章编号:1009-3230(2013)09-0022-04 System Configuration and Economic Evaluation of BackpressureTurbine-Driven Induced Draft FanLU Cheng(Electric PowerResearch Institute of State Grid Zhejiang Electric PowerCompany,Hangzhou310000,China)Abstract:Based on the design parameters of ultra-supercritical1000MW unit in one power plant,the methods for realizing turbine—driven mode have been given,and the feasibility being verified.Turbine-driven and motor-driven schemes are compared in terms of economy and some conclusions are achieved,which can provide a reference for relevant engineering design.Key words:Induced Draft Fan;Turbine-Driven;Backpressure Turbine;System Configuration;Eco-nomic Evaluation0引言随着国内燃煤发电厂容量的日趋大型化,锅炉引风机的容量也随之增大同时,在脱硫系统与机组同步投产引风机与脱硫增压风机合并的基础上,使得引风机容量进一步增大,从而带来电机启动电流过大、厂用电电压等级提高等问题[1-3]。
并且由于大容量锅炉引风机多采用静叶可调轴流式,通过调整静导叶角度改变风机曲线,在向低负荷调整时会带来一定的损失。
若采用变频电机,可通过转速调节风机风量,但变频电机的成本十分昂贵。
文中电厂为响应国家节能减排的国策及打收稿日期:2013-07-11修订日期:2013-08-04作者简介:陆诚(1984-),男,硕士研究生,研究方向为工业控制,电站仿真。
造“高效低耗、创新型企业”发电企业目标,将两台超超临界1000MW机组的锅炉引风机改造为由背压式小汽轮机驱动,利用原引风机替代脱硫增压风机,取消及脱引风机硫增压风机的电动机,同时将背压式小汽轮机排汽对外供热。
该方案不但降低了厂用电率,而且没有冷源损失,节能效益显著,并且还可以为电厂带来供热的经济收益,是较为理想的模式[4]。
1背压式汽动引风机配置的选择电厂三期工程每台锅炉原配备2台50%容量引风机,采用成都电力机械厂生产的AN系列轴流通风机,型式为静叶可调轴流式,采用定速电动机驱动。
现将引风机改为由小汽轮机驱动,每台锅炉采用2台50%汽动引风机和1台50%电动引风机配置,3台引风机参数相同,采用现有引风机型号,电动引风机供启动用,同时具有备用功能。
采用背压式汽轮机驱动后,改变了发电厂现有的汽、水平衡状态,增加发电厂热力系统的复杂程度。
因此在系统配置上需要合理的选择。
(蒸汽系统图如图1所示)图1蒸汽系统图1.1汽轮机进汽汽源的选择对于背压式汽轮机,我们一般可取用汽轮机高压缸出口(低温再热)或锅炉再热器出口(高温再热)蒸汽作为正常运行的汽源。
在该电厂三期汽动引风机改造项目中,背压式汽轮机排汽需要送去供热,排汽要达到一定的压力和温度,而且又要保证背压式汽轮机有一定的做功能力,因此不推荐进汽取用再热器前蒸汽,这同时也避免了再热器前蒸汽过热度偏低,经小汽轮机做功后容易进入湿蒸汽区,存在水击的隐患[5-6]。
但高温再热蒸汽温度参数高,对供汽管道、进汽阀门材质要求更高。
因此背压式汽轮机考虑用一级再热器出口蒸汽和高压缸排汽的混合蒸汽来驱动,即保证了蒸汽的过热度,又能避免蒸汽温度过高对小汽轮机材质要求的提高。
同时该方式还可以通过蒸汽混合的方式来控制背压式汽轮机进汽的温度,这方式相对于通过减温水来控制进汽温度有着更高的节能效益。
考虑上述原因,背压机进汽设计成两路:一路汽源为本机再热蒸汽(其主要汽源来自低温再热器出口,并通过与高压缸排汽混合达到控制排汽温度的作用);另一路汽源来自邻机相同汽源(通过电动隔离阀相互联络),正常工作汽源采用本机汽源,邻机汽源作为调试/启动汽源[7]。
1.2汽轮机排汽用户的选择文中电厂三期2台1000MW 机组均是纯凝式发电机组,与常规背压式供热机组以热定电运行方式不同,机组首先需要满足电网供电要求,在此前提下对外供热。
如果采用常规背压式小机驱动引风机技术,将小机排汽仅排至热网,则背压式小机排汽量与热网供汽量无法平衡,无法同时满足电网电量调节和热网汽量调节要求,可能出现以下情况:机组供电负荷高,引风机小机排汽量大于热网用汽量。
机组启停和低负荷阶段,小机排汽参数低,不能满足热网要求。
热网停运时,小汽轮机停运将导致引风机停运,从而导致机组被迫停运。
考虑上述因素,利用现有系统,将背压机排汽设置为排空管系、热网管系和除氧器管系三路,充分满足了启动、热网供汽参数与背压机排汽匹配的要求:机组供电负荷高,引风机小机排汽量大于热网用汽时量,将多出的排汽引至除氧器。
机组供电负荷低,引风机小机排汽量低于热网用汽量,从系统冷段处补蒸汽至热网。
机组启停和低负荷阶段,小机排汽参数不能满足热网要求,可将排汽引至除氧器。
热网停运时,引风机小机排汽至除氧器、辅助蒸汽等用户。
1.3汽轮机与引风机的转速匹配汽轮机在蒸汽驱动下是一种高速旋转设备,而引风机作为轴流风机其工作转速较低。
因此,引风机与汽轮机不可能像给水泵一样同轴连接,它们之间必须配备必要的减速箱。
该减速装置属于大速比、大功率、高转速齿轮箱,制造难度很大。
为减少传递过程的效率损失,减速装置推荐采用一级减速方案。
引风机蜗壳体积较为庞大,引风机转子不能直接与驱动端连接,需要通过薄壁空心轴接长后才能与齿轮箱连接,空心轴长度在7m左右。
引风机工作介质为炉膛烟气,烟气工作温度从冷态到热态,空心轴的热位移值轴向6mm,径向3mm。
由于引风机存在这一特性,为了确保引风机端联轴器正常工作时处于自然不受力作用,就需要在冷态安装时轴向预拉、径向抬高,使得在工作状态时,热膨胀引起的热位移正好被平衡。
其目的是为了正常运行时引风机端联轴器处于不受力状态,延长使用寿命。
但是在启机过程中,这一轴向拉力会直接作用到齿轮箱上,因此还需配置轴向的顶轴油泵来克服该拉力以达到保护齿轮箱设备的目的。
2节能效益分析及计算2.1减少节流能量损失的效益电厂三期机组现利用高压缸排汽对外供热,需要将冷段蒸汽的参数(THA工况为5.9MPa)节流降压到1.0MPa,存在较大节流,发电做功能力损失。
改造后利用锅炉一级再热器出口蒸汽,驱动小汽轮机,驱动引风机,将小机排汽接入热网,蒸汽压降得以充分利用,相对发电效率较高。
2.2调速风机节能效益电厂三期原引风机为静叶可调结构,采用定速电机驱动,现改用小机汽动调速方式,可以取消静叶调节,消除节流损失,另外由于汽动风机可采用调速方式,可提高机组部分负荷工况风机的效率。
同步利用汽动引风机的正常出力裕量替代脱硫增压风机出力,调速节能收益将进一步提高。
2.3汽动引风机节能收益以上节能效益,通过取消引风机和增压风机电动机,降低厂用电率,最终体现为对外多供电的收益。
下面对电动引风机和汽动引风机两种不同驱动方案的年差额收益进行计算比较。
利用小汽轮机代替电动机驱动引风机,厂用电率相应降低;同时对引风机进行技改,增加出力,替代脱硫增压风机出力,厂用电率将进一步相应降低。
表1是在不同负荷段,汽动引风机与电动引风机相比较,厂用电率下降数值。
表1汽动引风机与电动引风机比较后厂用电的下降值名称单位100%负荷75%负荷50%负荷改造前两台引风机功率kW900067004940改造前两台增压风机功率kW356120801260厂用电下降率%1.2561.1711.240节省的风机电功率折算成标煤量t/h3.572.501.80采用本次技改的方案,需要将低温再热蒸汽经锅炉一次再热器加热后再去驱动背压式汽轮机,再算上背压式汽轮机的轴封漏汽损失,最终将这部分多消耗的能量转化为需相应多增加的标煤(数值见表2)。
表2汽动引风机的汽源吸热需相应增加的标煤名称单位100%负荷75%负荷50%负荷一级再热器出口供背压机用汽流量t/h115.1376.8937.98冷再汽混合流量(未吸热部分)t/h0013.76背压机轴封汽及管路损耗汽流量t/h432背压机AB用汽在一级再热器吸热量GJ/h42131.3328977.2614189.63发电煤耗增加(吸热增加及汽源损耗)t/h1.841.270.65广义的发电成本包括燃料费和杂项(材料、用水、维修、排污等)费用,实际上是综合发电成本两个驱动方案的成本比较扣除两个方案中相同的部分,突出方案的不同部分,即两方案年发电成本差额=多发电量ˑ发电上网电价—增加的燃煤量ˑ标煤价格。
按照100%、75%、50%额定负荷段的年运行小时数,单台机组汽动引风机改造后与原电动引风机驱动方式对比,每年可节省标煤约9815t,年经济收益为2254.75万元(具体数据计算见表3)。
表3与电动引风机比较,汽动引风机的经济收益名称单位100%负荷75%负荷50%负荷标煤价格*元/t850850850税后上网电价*元/ħ0.4570.4570.457该负荷下机组总体经济性收益元/h4179.442930.722277.69该负荷年运行小时数*h150040002000该负荷下年节省标煤量t259549202300该负荷下年经济收益万元626.921172.29455.54注:带*部分数据由电厂方提供。
按工程设计煤质(见表4),单台1000MW机组每年节标煤9815t,相当于年减排二氧化碳27541t,相当于年造林:27541ː91.75=300公顷(我国平均每公顷森林固定二氧化碳约为91.75t)。