搜索
田集发电厂2号机组综合节能改造交流材料淮沪煤电有限公司田集发电厂目录ONTENTS1概况234辅机综合节能改造主机通流提效改造超低排放改造一、概况田集电厂位于安徽省淮南市西北约30公里的田集乡境内，是上海市和安徽省通过区域战略合作，本着“优势互补、互惠互利、合作双赢、共同发展”的原则，由上海电力股份有限公司和淮南矿业(集团)有限责任公司共同投资经营的“煤电一体化”坑口电厂，是“皖电东送”、“淮南—上海”1000千伏淮沪交流特高压示范工程首批配套电源项目。全厂总装机容量为266MW，其中：一期工程(1、2号机组)为2×630MW国产超临界燃煤机组，分别于2007年7月26日和10月15日投产发电，设计额定工况下供电煤耗为299.2g/kWh，厂用电率为5.68%。二期工程(3、4号机组)为2×700MW国产超超临界燃煤机组，分别于2013年12月22日和2014年4月28日投产发电，设计额定工况下供电煤耗为279.1g/kWh，厂用电率为4.14%。作为“煤电一体化”发电项目，田集发电厂充分发挥电力市场稳定、煤炭供应稳定等优势，高度重视节能降耗工作，坚持“向管理要效益、向科技要效益、向创新要效益”的理念，以赶超全国先进机组为目标，强化基础管理，依靠科技进步，积极开展优化运行方式和设备技术改造，大大提升机组经济性能，为股东方带来了较好的经济效益，也创造了较好的社会效益。现就2号机组开展的近20多项综合节能改造进行大会交流。二、主机通流提效改造（一）改造必要性田集发电厂2号机组为630MW超临界汽轮机组，采用的是美国西屋公司上个世纪七、八十年代的技术，限于当时的设计理念、设计技术以及加工制造水平等因素，与当前先进机组相比，机组通流部分效率相对较低，运行经济性差。其中较为突出的问题有：低压缸刚度差、变形量大；高中压内缸中分面间隙超标、泄漏；调节级喷嘴面积设计不合理，焓降偏大；动静叶片气动性能不佳导致通流效率偏低等。田集电厂超临界630MW汽轮机纵剖面图#1低压部分高中压合缸#2低压部分根据对2号汽轮机进行的性能诊断试验，结果表明：100%额定负荷工况下，高压缸效率为83.84%，比THA工况设计值87.21%低约3.37个百分点；中压缸效率为88.27%，比THA工况设计值93.43%低约5.17个百分点。经过一、二类修正后的热耗率较原设计高约200kJ/kWh。采用汽轮机高、中、低压缸动静部分整体改造方案，达到提高汽轮机经济性和安全性的目的。即重新设计更换高、中、低压转子、各级静叶及动叶片，同时更换全部轴端和隔板汽封及叶顶汽封。更换部件如下：高压喷嘴组高、中、低压内缸高、中、低压转子高、中、低压各级动叶高、中、低压各级隔板及静叶隔板汽封、叶顶汽封和轴封（三）汽轮机通流部分改造方案排汽涡壳CFD设计优化、高效动静叶全马刀高效整体围带高中压动叶整体式高中压内缸蒸汽室型线优化滑入式喷嘴结构改造后高中压结构示意图改造后高压缸由1个单列调节级+11个压力级改成1个单列调节级+13个压力级，中压缸由8个压力级增加至9个压力级。增加汽轮机通流级数，合理分配各级焓降（四）主要优化技术前5级全新弯扭叶片斜撑结构低压内缸解决#5、#6抽汽温度偏高现象改造后低压结构示意图改造后低压缸由原来的2×2×7级改为2×2×9级内部增加的支撑杆件外部焊接的加强筋板现场低压外缸加固照片在低压缸外部焊接加强筋板，内部增加支撑杆件，基本解决了低压轴封上半汽封齿磨损导致轴端漏汽或漏真空的的问题。低压外缸加固长叶片选用的基本原则是以机组额定及变工况加权经济性能最优为目标。上海汽轮机厂在超临界600~660MW等级湿冷机组中，根据机组设计背压及负荷等边界要求，推荐选用1050和915两种系列长叶片，该两种叶片系列均为上海汽轮机厂成熟可靠先进的长叶片系列，在国内外已有大量成功运行业绩。叶片高度915mm1050mm排汽面积7.3m29.2m2叶片高度915mm1050mm结构型式自由叶片整圈自锁低压末级叶片选型针对田集电厂通流改造的技术要求，并以背压4.8kPa为计算边界，对50%~100%负荷区间各工况就分别采用1050mm和915mm两种方案进行了详细分析计算，结果如下：在部分负荷915mm末叶片的性能明显好于1050mm叶片。根据2013年、2014年两台机组实际负荷率变化情况（2013年、2014年一期机组负荷率分别为78.65%和69.58%），考虑到电力行业的现状，机组将长期处于低负荷运行（预测机组将长期在65%负荷率以下运行），所以放弃了THA工况下经济性更好的1050mm长叶片，而选择了在低负荷工况下经济性更好915mm短叶片。已处理的重要缺陷情况：与上海电气集团签订的热耗率考核指标为THA和75%THA两个负荷点的热耗率加权平均值，作为本工程性能考核指标。计算方法如下：负荷加权系数保证热耗率100%THA1/3Q100%75%THA2/3Q75%汽机加权保证热耗率QQ=Q100%×(1/3)+Q75%×(2/3)要求汽轮机在选915mm短叶片后仍具备铭牌出力增加机组热耗率验收方式（五）考核试验结果田集发电厂2号机组增容提效改造于2016年12月5日完成，并一次并网成功。2017年1月份西安热工研究院有限公司按照试验规程（ASMEPTC4ASMEPTC6-2004）的要求对淮沪电力有限公司田集发电厂2号机组进行了全面的热力性能测试。2号机组汽轮机通流改造后的性能考核试验表明，机组在THA工况下和75%THA修正后的热耗率均优于设计值。在额定出力（TRL）工况下，经过修正后的电功率为683.430MW；最大连续出力（TMCR）工况下，经过修机组考核试验2号汽轮机组性能考核试验数据名称单位设计值试验值铭牌出力(TRL)MW660683.430最大连续出力(TMCR)MW681.894707.854阀全开工况出力（VWO）t/h2000.02103.263THA高压缸效率%87.8984.61THA中压缸效率%93.2393.01THA低压缸效率%87.5590.50指标名称单位100%负荷80%负荷60%负荷机组负荷MW630504378改造前锅炉效率%94.5094.5094.50改造前厂用电率%4.074.505.27供电煤耗降低值g/kWh5.0613.2817.65注：为了体现2号汽轮机组增容提效改造后汽轮机热耗降低对供电煤耗的效果，供电煤耗计算中锅炉效率和厂用电率仍然取改造前数据。2号汽轮机组改造前后机组热耗和供电煤耗比较表（六）经济效益分析与改造前相比，虽然出现了计划电量下调、电价下调、煤价下调等诸多不利因素，但由于改造后的经济指标大大超过预期，特别是末级选择了915mm的短叶片，在低负荷工况下经济性能优异，所以2号机组汽轮机通流改造后可预期的经济收益要明显好于预期，且负荷率越低优势越显著。三、超低排放改造按照安徽省环境保护厅污染物深度治理要求，以及进一步落实国家环保减排要求,田集发电厂2号机组规划实施烟气超低排放改造项目。改造目标为“50、35、5”，优于安徽省超低排放标准，将对燃煤机组大气污染物深度治理发挥良好的示范推广作用，确立燃煤排放新标杆，对国家节能减排做出切实贡献。1、改造必要性1）脱硝提效改造将原有两层的479立方米18孔催化剂模块保留，第三层（预留层）加装234立方米催化剂模块。改造后脱硝效率由设计80%的效率提升至87%，烟气氮氧化物含量≤50mg/Nm3。2）低温省煤器及电除尘器改造在电除尘器进口烟道加装低温省煤器，将烟气温度降至90℃，降低粉尘的比电阻，减少烟气量，提高电场击穿电压，从而提高除尘效率，电除尘器效率提升至99.92%，确保电除尘器出口粉尘控制在30mg/Nm3。3）脱硫、除尘一体化改造塔体抬升5.6m，拆除原有三层喷淋层，新建四层喷淋层，加装一套浆液循环泵，主管采用碳钢双面衬胶主管，支管FRP，新增喷淋层覆盖率达到300％，喷嘴采用高效喷嘴。吸收塔最上层和最下层喷淋层下方均新增一层提效环。吸收塔最上层和最下层喷淋层下方均新增一层提效环。将原除雾器拆除，更换为管束式除尘、除雾器，除雾器出口液滴浓度为2、项目主要改造内容脱硫塔改造范围管束式除尘装置安装—拆除除雾器及其冲洗水，更换为管束式除尘装置•喷淋层改造—增加1层喷淋层和1台循环泵—优化原有喷淋系统•湍流器改造—在吸收塔烟气入口与最下层喷淋层之间加装旋汇耦合装置离心式管束式除尘除雾装置高效旋汇耦合脱硫除尘装置高效节能喷淋装置脱硫单塔一体化改造烟气换热器+电除尘器换热器低低温电除尘2号机组于2016年12月5日完成改造，2016年12月26日通过环保验收。烟气监测验收结果表明，烟囱入口烟尘排放浓度4.1～4.6mg/Nm³，二氧化硫排放浓度8～11mg/Nm³，氮氧化物排放浓度29～33mg/Nm³，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别小于5mg/Nm³、35mg/Nm³、50mg/Nm³，改造后2号机组大气污染物排放达到燃气机组水平。3、改造效果四、辅机综合节能改造低压缸排汽通道优化于2013年在田集发电厂2号机组应用，其工作原理是在凝汽器喉部内，采取安装导流装置的办法，优化低压缸排汽在凝汽器内的流场，将集中于电端和调端的排汽汽流向凝汽器中部适度引导，减少排汽涡流、均匀排汽流速，使低压缸排汽流场趋于合理、凝汽器换热管的热负荷更均匀、热交换能力能够更好发挥，从而提高凝汽器真空。应用前后西安热工院对凝汽器进行了性能测试，结论是凝汽器热负荷2601768MJ/h（600MW），冷却水进口温度21.7℃、冷却水流量70920m3/h条件下，凝汽器平均压力较改造前降低约0.216kPa；在冷却水进口温度33℃、冷却水流量70920m3/h条件下，改造后的凝汽器平均压力较改造前降低约0.340kPa。按照排汽压力降低0.2kPa，机组年利用小时5500h，1kPa真空影响600MW汽轮机机组发电煤耗约2.35g/kWh计算，机组的供电煤耗下降约0.47g/kWh，年节约标准煤约1547吨。1、低压缸排汽通道优化技术应用1、低压缸排汽通道优化技术应用加装导流装置后的排汽通道3D模型电端导流装置汽端导流装置导流装置凝汽器中图片加装导流装置后的排汽通道数值模型田集电厂2号机组冷却塔填料按普通双斜波Ⅰ型PVC填料设计，不属于防冻填料。近年来极端气候频现，冬季填料底部挂冰导致填料大面积撕裂，冷却塔填料损坏已经比较严重，造成冷却能力下降。2012年5月份，西安热工院试验值为89.5%，低于设计值95%。同时破碎的填料碎片进入循环水系统，造成凝汽器钢管、换热器、滤网等设备频繁堵塞，对机组的经济性、安全性造成很大影响。循泵进口前池滤网碎填料冬季冷却塔结冰装况2、2号冷却塔填料更换和喷淋装置改造2、2号冷却塔填料更换和喷淋装置改造2012年2号机组B级检修中，将原先填料更换为防冻型双斜波淋水填料，喷溅装置更换为TP-Ⅱ型喷溅装置，以及更换了全部的托架，保证了冷却塔配水均匀，提高了冷却塔换热效果，冷却塔改造后冷却能力由89.5%提高到103.0%，出塔水温改造后比改造前低0.97℃～1.23℃，机组平均供电煤耗降低1.043g/kWh。更换后的防冻填料填料原冷却塔填料破损脏污2015年9月2号机组A修期间进行了2号冷却塔“冷却塔风水匹配强化换热”改造。“冷却塔风水匹配强化换热”技术采用目前最先进的CFD技术对冷却塔进行全三维传热传质数值计算，得到塔内湿空气与循环水的速度场、温度场、压力场、湿度场，再根据计算结果对塔内进行冷却风与循环水按湿空气冷却能力进行配水。强化换热改造后填料顶部空气温度分布强化换热改造前填料顶部空气温度分布改造前后填料顶部温度分布模型3、冷却塔风水匹配强化换热改造改造方案：针对目标冷却塔进行的计算经多次叠代，最终确定冷却塔填料布置分7个换热区域。各区域内填料高度相等，各区间则高度不同。以冷却塔中央竖井为中心向外计半径长度为径向度坐标，区域间分隔处坐标偏差不等超过0.5米。半径0~13m13~19m19~28m28~42m42~45m45~51m51~5