660MW機組采用臨機加熱系統進行熱態沖洗的可行性分析

劉會陽，張博

（華電國際十里泉發電廠，山東 棗莊 277100）

1 系統現狀及存在問題

十里泉發電廠8#，9#機組為660MW超超臨界機組，鍋爐型號為DG2002/29.3-Ⅱ13型，為東方鍋爐廠的高效超超臨界變壓運行直流爐；汽輪機型號為：660/612-28/0.5/600/620，為東方汽輪機廠引進日本日立公司技術設計制造的高效超超臨界汽輪機。

由于超臨界直流鍋爐沒有排污系統，每次機組啟動過程中，要求鍋爐必須進行冷態沖洗，熱態沖洗，待受熱面水質指標合格時方可轉入升溫、升壓、暖機、沖轉等一系列工作。熱態沖洗是利用鍋爐的制粉和燃油系統進行加熱給水，使其溫度在200℃左右，存在鍋爐過熱器和再熱器超溫的可能，威脅機組安全運行，同時，燃燒煙氣對后續的脫硝，除塵、脫硫系統產生不良影響，給電廠帶來巨大的環保壓力。

2 改造的必要性

安裝鄰機加熱系統的目的在于鍋爐熱態沖洗時采用鄰機蒸汽加熱的方式，對鍋爐給水進行加熱來代替燃用油槍加熱的方式，減少熱態沖洗長期使用油槍含油煙氣接觸脫硝催化劑導致中毒，影響催化劑使用壽命，污染電除塵極板及后續脫硫系統。其優點主要包括以下方面：（1）節約能源，減少鍋爐冷態啟動時間。（2）節省一次風機、送風機、吸風機及磨煤機等輔機電耗。（3）緩和鍋爐受熱面受熱不均，避免受熱面干燒，提高鍋爐壽命。（4）點火初期超標排放煙氣造成環境污染方面，有著重要的意義。

3 項目改造理論依據

為解決鍋爐啟動初期帶來的不良影響，提高機組的安全性和經濟性，鄰機加熱系統利用其他機組的蒸汽加熱給水，而被加熱的給水會間接加熱鍋爐受熱面，以此減少鍋爐燃料消耗量，不僅減少了鍋爐啟動成本，而且能夠提高鍋爐爐膛燃燒熱環境，節約了較大的廠用電。

此項技術國外使用較早，目前國內鍋爐鄰機汽加熱啟動系統第一次使用在外高橋三期（2×1000MW）機組，取得了良好的經濟效果和示范效應。隨后在寧海電廠，浙能溫州電廠，景德鎮電廠，中電投開封電廠，平頂山電廠（600MW機組），神華安慶電廠（1000MW)等諸多電廠安裝并成功實現了運行。

4 項目改造實施方案

4.1 實施內容

（1）鄰機加熱系統汽源，根據電廠特點，可采用鄰機高壓缸排氣（冷再），汽輪機四段抽汽，老廠蒸汽聯絡管汽源等幾路蒸汽源。（2）本爐加熱系統采用高加加熱級數。（3）熱力及阻力計算。（4）運行投入及解列。

4.2 實施方案

（1）汽源選擇。汽源采用鄰爐冷再蒸汽母管（Φ965×25），加熱系統采用本機2#高加，因蒸汽參數一致，換熱器熱側安全性得到保障，通過熱力計算，采用一級高加可以完成熱態沖洗升溫需求。利用鄰爐冷再汽源加熱本爐給水換熱余量為20%以上，即使鄰爐負荷下降至70%額定負荷，仍能保障本爐給水加熱至額定參數。鄰爐抽氣量為73.5t/h，通過計算及調研，采用冷再作為汽源可以保證抽汽流量且不影響鄰爐2#高加運行。改造后的系統圖如圖1所示：

圖1 改造后系統圖

（2）運行及投入方式。①8#爐熱態沖洗（9#爐采用對稱操作）時，打開鄰機加熱聯絡管至9#爐冷再母管電動門前疏水暖管，開啟電動門，門后疏水暖管。②開啟聯絡母管至8#爐2#高加入口電動截止門、電調門，按步驟投入2#高加。③用疏水閥控制高加水位。④熱態沖洗完畢，解列系統。

5 改進后效果

5.1 節能效果

項目實施后，實現鍋爐熱態沖洗時采用鄰機蒸汽加熱的方式，對鍋爐給水進行加熱，代替目前燃用油槍加熱的方式，減少熱態沖洗長期使用油槍含油煙氣接觸脫硝催化劑導致中毒，影響催化劑使用壽命，污染電除塵極板及后續脫硫系統，減少鍋爐的燃油消耗量，降低鍋爐啟動成本，減少鍋爐冷態啟動時間。節省一次風機、送風機、吸風機及磨煤機等輔機電耗。緩和鍋爐受熱面受熱不均，避免受熱面干燒，提高鍋爐壽命。

5.2 投資回收分析（效益分析）

該項目靜態總投資為197.4萬元。按照BMCR工況10%燃料量、風量及輔機電耗進行核算，熱態啟動按5h，冷再抽汽效率按照30%進行計算：

每小時消耗燃煤量：27t，每小時消耗燃油量：1.2t，設計噸煤價格850元/噸，燃油價格按照8000元/噸，5小時消耗燃料總價值=5×（27×850+1.2×8000)=16.275萬元。輔機電耗按照負荷率2%進行估算，每小時消耗電能60×2%=1.2萬度，5h消耗電6萬度。

5.3 環保效益

每次熱態沖洗有害氣體的排放不低于（按27噸煤進行計算）：CO2氣體66t、SO2氣體0.22t、NOx氣體0.19t，還將分別減少煙塵2.7t。根據上述脫硫脫硝成本和排污費標準，在排污費方面每次可以節省：5×（5700元/噸×0.22噸/小時+5700元/噸×0.19噸/小時+2616元/噸×2.7噸/小時）=3.85萬元/次。

6 結語

綜上所述，采用鄰爐加熱技術后，從實用經濟性和環保經濟性上，每次熱態沖洗可以為企業帶來19.125萬元的節支收益。兩臺機組按照每年4次熱態沖洗計算，年效益為76.5萬元，兩年半即可收回投資。