煙氣脫硫系統(tǒng)擋板密封風(fēng)電加熱器改造

李鵬

(華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池發(fā)電廠，烏魯木齊 830047)

1 改造的可行性

華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池發(fā)電廠(以下簡稱紅雁池發(fā)電廠)現(xiàn)有4臺(tái)200 MW機(jī)組，于2009年投產(chǎn)2套脫硫裝置，采用兩爐一塔的形式。系統(tǒng)配備4臺(tái)擋板密封風(fēng)(高壓密封風(fēng)2臺(tái)，低壓密封風(fēng)2臺(tái))。為防止煙氣結(jié)露造成擋板門損壞，要求密封風(fēng)機(jī)出口風(fēng)溫不低于100 ℃，設(shè)計(jì)為電加熱器加熱密封風(fēng)。因紅雁池發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)采用兩爐一塔方式，每年平均運(yùn)行小時(shí)數(shù)超過8 000 h，而脫硫低壓密封風(fēng)是固定壓力密封，不會(huì)因機(jī)組負(fù)荷變化而變化，因此固定能耗長期運(yùn)行耗費(fèi)大量的電能。為了提高紅雁池發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益 ，降低生產(chǎn)成本，對(duì)擋板密封風(fēng)電加熱器進(jìn)行改造勢在必行。表1是脫硫系統(tǒng)擋板密封風(fēng)電加熱器的技術(shù)參數(shù)。

表1 擋板密封風(fēng)電加熱器參數(shù)

電加熱器幾乎全年不間斷運(yùn)行，不管機(jī)組負(fù)荷如何，均需要加熱。按全年工作8 000 h來計(jì)算加熱時(shí)間，電價(jià)按0.269 元/(kW·h)進(jìn)行成本計(jì)算，則脫硫系統(tǒng)擋板密封風(fēng)電加熱器生產(chǎn)成本計(jì)算結(jié)果為：2臺(tái)脫硫系統(tǒng)擋板低壓密封風(fēng)電加熱器年耗電4.80 GW·h，電價(jià)成本為129.12萬元。2臺(tái)脫硫系統(tǒng)擋板高壓密封風(fēng)電加熱器年耗電2.40 GW·h，電價(jià)成本為64.56萬元。經(jīng)過初步測算，每年電價(jià)成本約200萬元。為了進(jìn)一步節(jié)能降耗，降低脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本，有必要對(duì)脫硫系統(tǒng)擋板密封風(fēng)電加熱器進(jìn)行系統(tǒng)改造。

2 改造方案

由于紅雁池發(fā)電廠脫硫系統(tǒng)屬于技術(shù)改造項(xiàng)目，廠內(nèi)蒸汽管道連接位置較為充裕?？衫镁徒恼羝艿揽沼辔恢茫诿芊怙L(fēng)加熱系統(tǒng)旁加裝1臺(tái)蒸汽加熱器，即在原脫硫密封風(fēng)電加熱器旁并列安裝1臺(tái)蒸汽加熱器，由就近的靜電除塵器內(nèi)的灰斗加熱汽源(廠用蒸汽四抽母管)引入蒸汽，換熱后的疏水排至爐后工業(yè)回收水池，改造后系統(tǒng)概況如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)改造示意圖

在過熱蒸汽壓力為0.8 MPa及溫度為400 ℃的條件下，考慮管道沿程散熱損失和蒸汽加熱器換熱效率，2臺(tái)脫硫系統(tǒng)擋板低壓密封風(fēng)蒸汽加熱器最大蒸汽耗量為815 kg/h，2臺(tái)脫硫系統(tǒng)擋板高壓密封風(fēng)蒸汽加熱器最大蒸汽耗量為407 kg/h，總計(jì)1 222 kg/h(最大)。無論壓力、溫度都能夠滿足加熱要求。

3 改造效果分析

蒸汽加熱可以節(jié)電，但蒸汽也是有成本的，蒸汽的成本對(duì)電廠來說就是蒸汽的發(fā)電能力。蒸汽的發(fā)電功可以簡單地按蒸汽流量膨脹功與發(fā)電率之積估算。蒸汽發(fā)電率按99%估算，則

發(fā)電功=蒸汽流量膨脹功×99% 。

蒸汽發(fā)電能力采用蒸汽引出點(diǎn)參數(shù)計(jì)算，這樣就已經(jīng)考慮了蒸汽管道散熱損失。設(shè)蒸汽引出點(diǎn)參數(shù)為0.8 MPa，溫度為400 ℃，蒸汽比焓為3 267 kJ/kg。蒸汽做功膨脹溫度為40 ℃，按干度90%計(jì)算，乏汽比焓2 350 kJ/kg，蒸汽發(fā)電率97%～99%。

膨脹功=蒸汽比焓 - 乏汽比焓。

對(duì)于脫硫系統(tǒng)擋板(低壓)密封風(fēng)加熱器

發(fā)電功率=815÷3 600×(3 267-2 350)×

99%=205 (kW)，

節(jié)電率=(1-發(fā)電功率/電加熱平均功率)×

100%=(1-205/600)×100%=66%。

對(duì)于脫硫系統(tǒng)擋板(高壓)密封風(fēng)加熱器

發(fā)電功率=407÷3 600×(3 267-2 350)×

99%=103 (kW)，

節(jié)電率=(1-發(fā)電功率/電加熱平均功率)×

100%=(1-103÷300)×100%=66%。

4 投資收益性分析

電價(jià)按照0.269 元/(kW·h)計(jì)算，扣除蒸汽加熱器消耗蒸汽成本，改造回收期分析計(jì)算結(jié)果如下。

(1)脫硫系統(tǒng)擋板(低壓)密封風(fēng)加熱。耗電量=2×300×7 000=4 200 (MW·h)，節(jié)電量=耗電量×節(jié)電率=4 200×66%=2 772 (MW·h)，節(jié)電費(fèi)用=2 772×0.269÷10=74.57(萬元)。

(2)脫硫系統(tǒng)擋板(高壓)密封風(fēng)加熱。耗電量=2×150×7 000=2 100 (MW·h)，節(jié)電量=耗電量×節(jié)電率=2 100×66%=1 386(MW·h)，節(jié)電費(fèi)用=節(jié)電量×0.269=37.28(萬元)。

(3)經(jīng)過實(shí)施后決算得知，密封風(fēng)機(jī)加熱器改造費(fèi)用約為107萬元。

(4)設(shè)備投資回收期。兩項(xiàng)改造總節(jié)電費(fèi)用=74.57+37.28=111.85(萬元)，總計(jì)投資費(fèi)用為107萬元，投資回收期=投資費(fèi)用÷節(jié)電費(fèi)用=0.96年。

5 結(jié)論

經(jīng)過分析，紅雁池發(fā)電廠此次改造是切實(shí)可行的。在2012年機(jī)組小修中進(jìn)行了實(shí)施，經(jīng)過近半年的運(yùn)行，效果非常明顯，每年可節(jié)約大量的資金，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，基本上達(dá)到了改造的預(yù)期效果。