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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2017-04-22 19:45
第一：零能耗脫硫技術(shù)
零能耗脫硫技術(shù)核心：
1、通過改進(jìn)工藝和運(yùn)行方式，使整個(gè)脫硫系統(tǒng)在額定工況下的耗電率降至0.8%以內(nèi);
2、研發(fā)并加裝了脫硫煙氣熱能回收裝置，并將這部分熱量送回?zé)崃ο到y(tǒng)以替代汽輪機(jī)抽汽加熱凝結(jié)水，減少汽輪機(jī)的熱耗，從而平衡脫硫系統(tǒng)的能耗。
3、煙氣熱能回收裝置布置于增壓風(fēng)機(jī)與脫硫塔之間，不但能回收鍋爐的排煙熱能，還能回收引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)的做功導(dǎo)致的煙氣溫升( 5℃-10℃)，顯著提升了項(xiàng)目的邊際效益。
技術(shù)的關(guān)鍵：防止熱能回收裝置的煙側(cè)低溫腐蝕及積灰堵塞。
金相分析：硫腐蝕對(duì)換熱器最低溫段的金屬有效壁厚的最大減薄量?jī)H為0.033mm(管子實(shí)際壁厚3.5mm)，其對(duì)運(yùn)行壽命的影響可以忽略。
根據(jù)性能試驗(yàn)結(jié)果，該系統(tǒng)降低煤耗2.71克/千瓦時(shí)，折合年節(jié)標(biāo)煤達(dá)3萬噸，脫硫吸收塔的水耗下降45噸/小時(shí)以上。其投資回收期<3年。
第二：節(jié)能高效除塵系列技術(shù)
1、降低煙速：通過綜合優(yōu)化，機(jī)組煙氣總量較設(shè)計(jì)值減少達(dá)18.4%。在靜電除塵器結(jié)構(gòu)不變的前提下，煙速降低使其攜帶動(dòng)量減小，滯留時(shí)間增加，有利于煙塵的在電場(chǎng)內(nèi)的沉降和降低電除塵出口的二次攜帶。煤耗及總煙氣量的降低，使得靜電除塵器比集塵面積相對(duì)增加，從而提高電除塵的效率。
2、采用高頻電源技術(shù)對(duì)靜電除塵器的電源裝置進(jìn)行改造
高頻電源供給電場(chǎng)的是一系列的電流脈沖(脈沖寬度在5~20微秒)，可以提高煙塵的荷電效率，提高粉塵遷移速度，從而提高除塵效率。
在煙塵帶有足夠電荷的前提下，可盡量減少無效的電場(chǎng)電離，從而大幅度減少電除塵器電場(chǎng)供電能量損耗。
項(xiàng)目成效：
外三機(jī)組在技術(shù)改造后，電除塵出口煙塵濃度及高頻電源總功耗顯著降低。目前平均煙塵排放濃度11.03mg/m3，遠(yuǎn)低于新版標(biāo)準(zhǔn)的限額值。
用電量下降了70%。全年節(jié)約廠用電量907萬度，粉塵減排量1147噸。
第三：節(jié)能型高效全天候脫硝系列技術(shù)
SCR脫硝技術(shù)存在的三大世界性難題：
1、中國(guó)發(fā)電的主要方式為煤電，其調(diào)峰不可避免。上海的調(diào)峰范圍為40~100%。在低負(fù)荷下的SCR工作煙溫將不能維持，SCR不得不退出運(yùn)行，但此時(shí)鍋爐的NOx產(chǎn)生濃度高達(dá)額定負(fù)荷時(shí)的2-3倍。這意味著在更需要脫硝的情況下，SCR反而卻不能作為。
2、SCR在運(yùn)行時(shí)，會(huì)有少量的NH3逃逸，并與煙氣中的SO3反應(yīng)生成NH3HSO4，易造成空預(yù)器低溫段的強(qiáng)烈腐蝕及堵灰，繼而風(fēng)機(jī)用電顯著增加，嚴(yán)重的甚至可危及鍋爐的運(yùn)行安全及出力。外三的SCR運(yùn)行不到一年，空預(yù)器就發(fā)生了較嚴(yán)重的堵塞。
3、催化劑壽命有限，需定期更換，費(fèi)用高，工作量大，廢舊催化劑的后處理困難。
國(guó)外解決SCR連續(xù)運(yùn)行的措施：
1、裝有SCR裝置的大型火電機(jī)組維持在較高負(fù)荷運(yùn)行。
2、加裝鍋爐省煤器旁路煙道。在省煤器前直接引一部分煙氣至SCR裝置，提高低負(fù)荷下的SCR入口煙氣溫度以維持其運(yùn)行，這種方法的代價(jià)是煤耗顯著增加。
3、將鍋爐的省煤器設(shè)計(jì)成兩部分，其低溫部分置于SCR出口側(cè)，將SCR布置于煙氣溫度較高的區(qū)域，從而解決低負(fù)荷煙溫過低無法運(yùn)行的問題。由于偏離了催化劑的最佳反應(yīng)溫度范圍，脫硝效率會(huì)有所下降。此外，該方法僅適用于新建機(jī)組。
1、節(jié)能型全天候脫硝技術(shù)
于高壓缸處選擇一個(gè)合適的抽汽點(diǎn)，并相應(yīng)增加一個(gè)抽汽可調(diào)式的給水加熱器。
在負(fù)荷降低時(shí)，通過調(diào)節(jié)門可控制該加熱器的入口壓力基本不變，從而能維持給水溫度基本不變。
節(jié)能型全天候脫硝技術(shù)的作用及成效：
1、解決了SCR低負(fù)荷運(yùn)行的世界難題。低負(fù)荷下省煤器入口水溫的提高，使其出口煙溫相應(yīng)上升，可確保SCR在全負(fù)荷范圍內(nèi)處于催化劑的高效區(qū)運(yùn)行，2011-2013年的外三脫硝系統(tǒng)全年投入率均接近100%，真正實(shí)現(xiàn)了全天侯脫硝。經(jīng)上海市環(huán)保局統(tǒng)計(jì)，外三一臺(tái)機(jī)組全年的NOx減排量超過了上海同類兩臺(tái)機(jī)組。
2、使環(huán)保和節(jié)能達(dá)到完美統(tǒng)一。低負(fù)荷下汽輪機(jī)抽汽量的增加，提高了熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率。根據(jù)SIEMENS計(jì)算，在50%負(fù)荷工況下，可降低汽輪機(jī)熱耗57kJ/kw，相當(dāng)于降低煤耗2.18克/千瓦時(shí)，投資可在3年內(nèi)回收。
3、提高鍋爐水動(dòng)力安全性。省煤器入口水溫的提高，使省煤器出口即水冷壁入口水溫亦相應(yīng)提高，減少了水冷壁入口欠焓，顯著提高了低負(fù)荷工況下的水動(dòng)力特性，大大提高了水冷壁的運(yùn)行安全性。
4、提高鍋爐低負(fù)荷燃燒效率和穩(wěn)燃性能。省煤器出口煙溫的上升，通過空氣預(yù)熱器，相應(yīng)提高了一次風(fēng)和二次風(fēng)的熱風(fēng)溫度，即提高了制粉系統(tǒng)的干燥出力，又改善了低負(fù)荷下鍋爐的燃燒效率和穩(wěn)燃性能，提高了安全性。
5、顯著提高機(jī)組的調(diào)頻能力和調(diào)頻經(jīng)濟(jì)性。在機(jī)組需快速加(減)負(fù)荷時(shí)可使用抽汽調(diào)節(jié)閥快速減少(增加)抽汽量予以響應(yīng)，待鍋爐熱負(fù)荷跟上后，再進(jìn)行反向調(diào)節(jié)，最終仍滿足平均給水溫度不變。結(jié)合凝結(jié)水調(diào)頻技術(shù)，可使汽輪機(jī)主調(diào)門全開，補(bǔ)汽閥全關(guān)，機(jī)組調(diào)頻性能和變負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性顯著提高。
6、提高機(jī)組調(diào)頻運(yùn)行的安全性。由于鍋爐省煤器重達(dá)2000T，其巨大的蓄熱量可使其出口溫度在這調(diào)節(jié)過程中保持不變。而因省煤器及入口聯(lián)箱等均為碳鋼和低合金鋼，抗溫度變化(應(yīng)力)能力遠(yuǎn)優(yōu)于采用合金鋼的過熱器、再熱器和相關(guān)聯(lián)箱等。故該調(diào)頻技術(shù)的安全性遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)的汽輪機(jī)調(diào)門調(diào)節(jié)方法。
2、節(jié)能型空預(yù)器防堵塞與腐蝕的技術(shù)
一、空預(yù)器腐蝕及堵塞的產(chǎn)生及常規(guī)對(duì)策
1、根據(jù)氨逃逸率及硫酸氫氨生成濃度的不同，一般在150℃-230℃及以下溫度就可能在空預(yù)器相應(yīng)低溫區(qū)域發(fā)生結(jié)露，其腐蝕性較強(qiáng)，且溫度越低時(shí)的結(jié)露的趨勢(shì)越嚴(yán)重。于此同時(shí)，呈堿性的煙灰會(huì)迅速粘附其上，吸收酸露并生成水泥狀附著物，很難清除。為防止腐蝕，空預(yù)器的中、低溫區(qū)域采用了搪瓷換熱片。
2、煙氣流及所攜帶的大量煙灰亦會(huì)對(duì)凸于換熱片表面的附著物產(chǎn)生沖刷作用，但當(dāng)沖刷強(qiáng)度低于煙灰的粘結(jié)速率時(shí)，粘結(jié)附著物便會(huì)不斷增長(zhǎng)。而粘結(jié)物造成的通流面積的減少，又降低了煙氣流的沖刷能力，導(dǎo)致惡性循環(huán)。
二、空預(yù)器堵塞治理及廣義回?zé)峒夹g(shù)(一期)的成效
1、空預(yù)器堵塞的治理的關(guān)鍵是全面提高其進(jìn)風(fēng)的溫度，顯著提高空預(yù)器冷端換熱片的平均運(yùn)行溫度。從而使其的結(jié)露區(qū)域下移，結(jié)露及煙灰粘結(jié)速率下降，確保煙氣(灰)流的沖刷能力大于附著物粘結(jié)速率，消除煙灰粘結(jié)現(xiàn)象。與此同時(shí)，腐蝕問題也能迎刃而解。
2、廣義回?zé)峒夹g(shù)(一期)的基本思路是利用汽輪機(jī)的抽汽加熱空預(yù)器進(jìn)風(fēng)，與傳統(tǒng)暖風(fēng)器不同的是該系統(tǒng)并不僅在低溫季節(jié)使用，而是隨機(jī)組同步運(yùn)行，不但不會(huì)增加煤耗，還能起到降低煤耗的作用。
3、自2009年10月將該系統(tǒng)安裝投用后，空預(yù)器堵塞問題得到了徹底根治，到目前為止，空預(yù)器再未發(fā)生任何堵灰情況。后續(xù)的檢查中發(fā)現(xiàn)，空預(yù)器冷端受熱面表面呈金屬光澤，原先尚未清除的灰垢都已不見蹤影。經(jīng)性能試驗(yàn)表明，該技術(shù)能降低機(jī)組煤耗達(dá)2克/千瓦時(shí)。
3、節(jié)能型催化劑保效及延壽技術(shù)
1、催化劑隨著運(yùn)行時(shí)間的的延長(zhǎng)，其活性會(huì)不斷降低。目前相關(guān)文獻(xiàn)給出的主要原因?yàn)椋捍呋瘎┲卸荆e碳和積灰，催化劑燒結(jié)，其表面形成水合物，活性組分流失以及機(jī)械磨損等。一般過了設(shè)計(jì)壽命期，其脫銷效率會(huì)快速下降。單臺(tái)100萬千瓦機(jī)組更換一層的費(fèi)用為1000萬/年。
2、外三從工程第一次點(diǎn)火起，就成功應(yīng)用了自主創(chuàng)新的“蒸汽加熱啟動(dòng)”及“催化劑預(yù)烘干及加熱”等技術(shù)，顛覆了傳統(tǒng)的鍋爐啟動(dòng)方式，在鍋爐的預(yù)熱，包括SCR的預(yù)熱階段不點(diǎn)火，不但提高了啟動(dòng)安全性，還徹底杜絕了啟動(dòng)階段，特別是冷態(tài)啟動(dòng)階段燃油的不完全燃燒，尾部受熱面以及SCR催化劑表面的凝結(jié)硫酸露，粘灰及二次燃燒等一系列導(dǎo)致催化劑壽命折損的問題，從而使催化劑的實(shí)際運(yùn)行壽命損耗降到很低。
3、截止于2013年底，SCR已累計(jì)運(yùn)行超過38000小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了16000小時(shí)(80%脫硝效率)的設(shè)計(jì)壽命。目前的脫硝平均運(yùn)行效率高達(dá)89%以上，2013年平均NOx排放27mg/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計(jì)值，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于燃?xì)廨啓C(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)。從投用至今，從未發(fā)現(xiàn)SCR效率的下降跡象。
第四一種高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組
馮偉忠研發(fā)的“一種高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組”這項(xiàng)技術(shù)可以在現(xiàn)有的材料和技術(shù)平臺(tái)上，使目前超超臨界機(jī)組在單位造價(jià)不變的前提下，能耗再降約5%，這一項(xiàng)目已獲得國(guó)家專利授權(quán)。
本工程的科技創(chuàng)新研究和節(jié)能技術(shù)的實(shí)施，得到了各投資方和政府部門的關(guān)心和支持。由于機(jī)組運(yùn)行后所顯示出的優(yōu)異性能及由此產(chǎn)生的示范效應(yīng)，對(duì)整個(gè)國(guó)家發(fā)電行業(yè)的節(jié)能減排工作起到了很大的推動(dòng)作用。工程投產(chǎn)以來，前來我公司考察、參觀和學(xué)習(xí)的人絡(luò)繹不絕。除了國(guó)內(nèi)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、185批科研院校和電力同行參訪調(diào)研外，德、英、美、法、日、俄羅斯、韓國(guó)等10多個(gè)國(guó)家的政府官員、新聞媒體和電力專家專程到外三參訪調(diào)研。中國(guó)國(guó)電集團(tuán)還專門下發(fā)了特急文件，要求在全集團(tuán)的基建系統(tǒng)內(nèi)學(xué)習(xí)外三。
目前，本公司又有多項(xiàng)新的重大節(jié)能減排技術(shù)研究已經(jīng)完成，其中部分項(xiàng)目將在今年擇機(jī)實(shí)施，預(yù)計(jì)兩臺(tái)機(jī)組2014年的實(shí)際運(yùn)行供電煤耗還將進(jìn)一步顯著降低。今后，我們將更加努力的為節(jié)能減排、為降低暖室氣體的排放、為國(guó)際社會(huì)的環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出更多的貢獻(xiàn)。
額定功率：1350MW
主蒸汽流量：3229T/h，最大3416T/h
主蒸汽壓力/一次/二次再熱蒸汽壓力：30MPa/9.17MPa/2.25MPa
主蒸汽溫度/一次/二次再熱蒸汽溫度：600℃/610℃/620℃
發(fā)電機(jī)配置：600MW+800MW
設(shè)計(jì)汽機(jī)熱耗：6947kJ/kWh
全廠凈效率：48.92%【注：此效率除了應(yīng)用高低位分軸布置外，還應(yīng)用了外三現(xiàn)有技術(shù)，否則只有47.1%】
供電煤耗：251g/kWh
來源：電廠運(yùn)營(yíng)分析之道
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