提高锅炉热效率的措施

提高锅炉热效率的措施

张家滨

兰州石化化肥厂 730060

摘要：兰州石化公司2^#汽轮机装置采用杭州汽轮机厂生产的抽汽背压式（EHNK40/56/20型）汽轮机，其排汽压力达到1.25Mpa(G),温度达到360度，远远超过了工艺所要求的压力1.00Mpa，温度300度，本文从汽轮机的正常生产要求结合岗位操作实践，在保证不影响正常工艺指标的条件下，合理利用汽机排汽余热，将多余的热量加热锅炉给水，提高锅炉给水温度，以减少锅炉燃煤量，减少废渣排放量，同时提高汽轮机的发电效率，使整个机组以最大的利用率运行，降本增效，节能降耗。

关键词:汽机；排汽；余热

1锅炉、汽机设计运行情况

1.1工艺原理

原煤由给煤机送入磨煤机研磨后，由一次风干燥并携带至炉膛燃烧，原煤燃烧后释放出的热能和燃料气在炉膛内与空气混合燃烧后释放出的热能通过辐射、对流等方式传给锅炉各个受热面，加热受热面管道内的水或蒸汽，从而产生9.80MPa,540℃的过热蒸汽。

2^#汽轮机是将高温高压蒸汽的热能转换为机械能的旋转式原动机，高温、高压蒸汽进入汽轮机（C-GT101）后，其热能在喷嘴内转化为汽流的动能，冲击汽轮机动叶片使机组转动，驱动发电机发电。

图1工艺原则流程图

1.2落实节能降耗所进行的技改措施

锅炉将燃料的化学能转变成蒸汽的热能，汽轮机将锅炉生产蒸汽热能转化为转子的旋转机械能，发电机将旋转机械能转化为电能。锅炉、汽轮机、发电机作为一个大的生产机组，环环相扣，互相联系，如何有效的利用能量，提高整个机组的效率，将是我们研究的一个很大领域，下文从利用汽轮机排汽余热，加热锅炉给水，减少锅炉燃煤量，提高汽轮机的发电效率方面做了详细的阐述。

1.3技改工艺流程图

1.4技改文字说明

排汽系统的作用是将在汽轮机中已做过功的蒸汽抽出一部分进行加热给水，以提高给水温度，从而提高了机组的热效率。将汽轮机压力1.25 Mpa（G），温度360℃的排汽管线引出一路去高温加热器，用来加热从除氧器来的130℃的锅炉给水至150℃，既提高了锅炉给水温度，减少了燃煤量，又可以使排汽达到工艺要求的1.00 Mpa（G），温度300℃。当经过高温加热器的排汽压力、温度降低后，来自锅炉进入汽机的主蒸汽量就会增加，以补充汽机做功压力、温度的差值，这样，汽轮机的发电效率就会大大增加，汽轮机的排汽余热得到有效利用，也使锅炉的燃煤量有所降低，从而达到节能降耗的目的。

1.4.1高压加热器的工作原理及结构特点

1.4.1.1高压加热器的工作原理：

由汽机抽汽来的高压过热蒸汽首先进入加热器的“过热蒸汽加热段”，沿“S”型管道流动，并导“U”型管内的给水进行对流损热，被冷却后的蒸汽再进入“饱和蒸汽冷凝段”继续与给水进行对冷凝换热，最后，进入“疏水冷却段”换热后逐渐成为疏水，其温度大为降低，热量大部分用来加热给水，给水在“U”型管中被加热后经出水室混合进入上级加热器或省煤器正常疏水通过逐级自流方式流至下一级加热器，事故疏水则直接流至凝器疏水扩容器，对应的正常和事故疏水调节装置能自动维持加热器水位正常。

1.4.1.2高压加热器的结构特点

1. 加热器的总体上分为壳侧工作空间和管侧工作空间。在壳侧，即蒸汽工作空间被隔板分为三个区域“过热蒸汽加热段”“饱和蒸汽冷凝段”和“疏水冷却段”，其间通道为“S”型，以加强扰动和换热。

2. 水侧工作空间由进水室，“U”型管和出水管构成且在水室的端部设有供检修使用的人孔门。

3. 加热器配有正常及事故疏水自动调节装置，加热器正常疏水采用逐级自流方式，事故疏水直接疏至凝器疏水扩容器。

4. 在加热器的汽侧和水侧均设计有安全阀，用来保护加热器。

5. 加热器还设有磁浮式水位开关三只，用于发报警和联关抽汽电动阀。

1.4.2加热器有关辅助设备的说明

安全阀：每个加热器只能承受一定的压力，当压力超过允许值时，可能使加热器变形，破裂、损坏。加装安全阀后就可以避免加热器的超压。

正常疏水阀：通过正常疏水阀的调节，维持加热器水位正常，加热器水位过高或过低直接影响加热器的经济性和安全性。

事故疏水阀：正常疏水阀调节故障，可通过事故疏水阀调节。当加热器水侧漏泄后，靠正常疏水不能调节时，水位急剧上高，又因给水压力大于抽汽压力，这样水可能倒灌至汽轮机，危及汽机的安全，通过事故疏水调节维持水位。

加热器的连续排气阀：因为高压加热器蒸汽侧聚集着空气并在铜管表面造成空气膜，它严重阻碍了加热器的热传导，从而降低了效率，因此必须装连续排气阀，排走这部分空气。

2.技改取得的效果

煤燃烧，加热水，水通过燃烧室变成蒸汽，热蒸汽随后再用于发电机产生电力。根据热力学规律，生成的蒸汽温度越高，系统的效率也就越高，那么电力产量也就越大，道理其实就是这么简单。

热电厂离不开煤，热电厂70%左右的生产成本是煤的费用，煤碳价格对指标利润起着举足轻重的作用。

3、结论

提高煤炭的利用效率，减少用煤总量，以缓解煤炭市场的供求矛盾，是当今一项重大发展战略和技术政策。经过这次对机组余热回收利用技术改造和日常运行管理的加强，有效地保证了机组的正常运行，同时也提高了石化公司化肥厂和公司其他装置的用电量，为兰州石化公司整体效益的提升做出了应有的贡献。

参考文献

[1] 王汝武主编 节能技术及工程实例P108-111 化学工业出版社环境 能源出版中心2006，2

[2] 王志魁.化工原理.第三版.北京：化学工业出版社.2005

[3] 柴诚敬.张国亮.化工流体流动与传热.北京：化学工业出版社.2000