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一、前言
火力发电厂、企业自备电站中,发电机组的冷油器、空气冷却器、汽封加热器、以及循环流化床锅炉的冷渣机,是耗水量最大的设备,由于这些设备在运行中要不断地补充用水,因而造成了极大的水资源浪费,严重的影响电厂的经济效益和生产成本,为此,我们借鉴了以前3000kw机组利用生产水作为设备的冷却介质,造成的极大浪费和设备损坏,在这次新上的6000kw机组,改变了辅机以往用生产水冷却,改用脱盐水(锅炉给水)冷却。
二、设计改造原因及实施办法
四平昊华化工有限公司1984年投产的3000kw背压式汽轮发电机组,冷油器、空气冷却器、汽封冷却器均采用的是生产水作为冷却介质,冷却后的水回到储水池,循环使用。由于在循环过程中水温也在不断地升高,因此,要用新鲜的工业水注入水池进行补水冷却,高温水通过溢流口溢出,每天损失的工业水约60吨,特别是在每年的枯水期,工业用水紧张,给安全生产带来严重威胁,所以,节约用水是当务之急。
另外工业水未加处理,被冷却设备极易结垢和堵塞,冷却效果大大降低,甚至由于堵塞造成被迫停机。有时由于堵塞严重无法疏通迫使更换设备。造成不应有的损失。
根据3000kw汽轮发电机组所属辅机用工业水冷却带来的诸多不利因素,我们在设计6000kw汽轮发电机组时,改变了以往用工业水作为冷却介质的方式,改用20℃脱盐水(锅炉给水)作为辅机的冷却用水,将吸收冷油器、空气冷却器、汽封冷却器热量的冷却水直接送到热力除氧器,作为锅炉给水。这样可以取缔冷却设备,直接用脱盐水泵代替。
在设计75t/h循环流化床锅炉时,考虑锅炉排渣温度一般在1000℃左右,高温物料输送很不方便,给工人工作带来极大隐患,同时污染环境,大量能源白白浪费掉。为此,我们安装了两台冷渣机,高温炉渣通过冷渣机可以降到100℃以下,并且物理热得到充分回收,可带来可观的经济效益和社会效益。冷渣机的冷却水仍用脱盐水(锅炉给水),冷却后,冷却水回到热力除氧器作为锅炉给水,这样即提高了锅炉效率余热又得到了充分利用。
锅炉的引风机、一次风机、二次风机均采用脱盐水作为冷却介质,冷却系统采用密闭循环回到脱盐水箱,改变过去冷却水不回收的现象。
三、节约费用计算
按以上方式运行,可节约功率为30kw冷却水泵二台套(一开一备)。节约设备初投资2万元。
年节约电费:30*7200*0.5=10.8万元。
节约溢流部分水损失:(60+50+70)*2.5%=4.5t/h
年节约水费:1.5*4.5*8000=5.4万元
6000kw汽轮机机械损失是100kw。发电机效率是96%。则发电机损失为:6000/96%=250kw
合计为:100+250=350kw
换算成热量为:860*350=301000Kcal/kg
相当3500 Kcal/kg的煤:301000/3500=86kg
年节煤费用:300*86*8000*=20.64万元。
汽封冷却器放出的热量是1300kw
相当3500 Kcal/kg的煤:1300*860/3500=319kg/h
年节煤费用:300*319*8000=76.56万元
每小时一吨炉渣回收热量计算如下:
1000kg*0.32 Kcal/kgC*850℃=272000Kcal
相当于3500Kcal/kg发热量的煤:272000/3500=77.7kg
75t/h循环流化床锅炉排渣量5t/h左右,按5t/h计算
5*77.7=387.5kg/h
年节煤费用:300*387.5*8000=93万元
引风机、一次风机、二次风机年回收冷却水费用:
3台*2t/h*8000小时*6元/t=28.8万元
综上年节约费用:10.8+5.4+20.64+76.56+93+28.8=235.20万元。
如果设备使用寿命按20年计算,那么节约费用即为:
235.20万元*20=4704万元。
仅此一项20年就能收回6000KW机组的全部投资。
四、结论
此冷却系统经过三年的运行,确实达到了设计的预期效果。节约了水、煤、及其电费,并且热量得到了回收,降低了发电成本和供热成本,在严重枯水期减少了运行成本,节约了水资源,保证了热电厂正常安全生产,发电、供热质量好,维护了社会稳定,取得了较好的经济效益和社会效益。