垃圾焚烧电站汽轮机低负荷高背压运行分析.pdf
《垃圾焚烧电站汽轮机低负荷高背压运行分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《垃圾焚烧电站汽轮机低负荷高背压运行分析.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023 年 31 期方法创新科技创新与应用Technology Innovation and Application垃圾焚烧电站汽轮机低负荷高背压运行分析苏天亨1,刘艺2(1.广州广重企业集团有限公司,广州 510000;2.广东能效科技有限公司,广州 510000)随着人类社会生产水平和生活质量的提升,生活垃圾的产量逐年增加,如何高效、环保地处理城镇生活垃圾成为世界各国急需解决的社会问题。目前,国际上传统的城镇生活垃圾处理方法主要包括无害化填埋、有机类垃圾堆肥技术、焚烧及综合利用等,由于各个国家的发展水平、国情存在差异,针对城镇生活垃圾处理方式的选择、侧重点有所不同。一般来说,土地资源富裕
2、的国家选择无害化填埋的比例高一些,环保要求较高的国家垃圾堆肥技术发展较为成熟,生活垃圾焚烧及综合利用技术作为近年来的垃圾处理新手段,已经逐渐成为各个国家的优先选择方案。在我国,垃圾焚烧技术已经发展数年,垃圾焚烧电站已经成为国内各大中型城市的标准公共基础设施。例如建设一个 2伊500 t/d 垃圾焚烧发电厂项目,设置 2 台日处理量为 500 t/d 的垃圾焚烧炉,同时配套 1 台 25 MW中温次高压凝汽式汽轮发电机组,既可解决约 800 万人口城市 1 000 t/d 的生活垃圾无害化处理,又能提供25 MW 的城市上网用电,减轻了当地政府对城镇生活垃圾的处理负担,丰富了当地的能源结构,尤其
3、是人口较密集、环保要求较高、城镇化经济发展水平较快的沿海地区,垃圾焚烧电站的设置彰显了其独特优势。摘要:该文介绍垃圾焚烧电站目前的典型汽水与旁路系统,阐述目前行业停机不停炉工况的运行特点及企业生产现状,并针对国内外新建垃圾焚烧电站项目,用户的新工艺需求,提出汽轮机低负荷高背压工况运行的潜在风险。采用蒸汽透平的基本原理对汽轮机末级叶片的安全运行,振动风险进行评估,运用流体力学、工程热力学的基本分析方法对蒸汽在汽轮机流道的流场分布进行理论分析。发现汽轮机出现低负荷高背压的运行状态后,不但降低机组出力,同时影响机组的安全运行及末级动叶片寿命。该文给出 6 种可行的解决方案,对汽轮机末级动叶片零功率或
4、负功率的工况进行限制,降低其出现频次,供垃圾焚烧电站行业相关从业及汽轮机设计人员在进行系统、产品设计时参考。关键词:垃圾焚烧电站;汽轮机;低负荷;高背压;运行分析中图分类号院TK262文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2023冤31-0168-05Abstract:This paper introduction to the current typical steam and bypass systems of waste incineration power plants,explaining theoperating characteristics of shutdown the
5、 steam turbine without stopping the boiler and the current production status of enterprises in theindustry.In view of the new projects and the new process requirements of waste incineration power plant both domestically andinternationally,and presents the potential risks of low-load and high-back pr
6、essure operation of steam turbines.The safe operation andvibration risk assessment of the last-stage blades of the steam turbine are evaluated based on the basic principles of steam turbines.Thetheoretical analysis of the flow field distribution of steam in the turbine flow channel is conducted usin
7、g the basic analysis methods of fluidmechanics and engineering thermodynamics.It is found that the low-load and high-back pressure operating state of the steam turbine notonly reduces the units output but also affects the safe operation and service life of the last-stage moving blades.This article p
8、rovides sixfeasible solutions to restrict the zero-power or negative-power operating conditions of the last-stage moving blades of the steam turbine,reducing their frequency of occurrence,which can be used as reference for relevant practitioners of waste incineration power stationindustry and turbin
9、e designers in system and product design.Keywords:waste incineration power plant;turbine;low load;high-back pressure;operational analysis第一作者简介院苏天亨(1992-),男,助理工程师。研究方向工业热力系统设计,汽轮机产品设计。DOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.31.040168-方法创新科技创新与应用Technology Innovation and Application2023 年 31 期1垃圾焚烧电站概述相比燃煤电
10、站,垃圾焚烧电站规模较小,汽水系统配置简单,但为适应“垃圾”这种生活燃料,其汽水系统配置也有一定的特殊性。垃圾焚烧电站解决方案的主要目的是将城镇生活垃圾转化成上网用电的能源,实现废物利用功能,与传统的燃煤电站相比,城镇生活垃圾产量较小、热值较低,垃圾焚烧电站配套的汽轮发电设备多为 50 MW 以下的小汽轮机,其汽水系统的配置较燃煤机组也相对简单。但鉴于垃圾焚烧电站的运行工况特点,除常规电站的汽水系统外,垃圾焚烧电站还需配置主蒸汽旁路系统。垃圾焚烧电站典型的旁路系统配置模式分为 2 种,一种为“旁路减温减压器+旁路高压冷凝器”;另一种为“旁路减温减压器+公共主冷凝器”。2垃圾焚烧电站典型工况及旁
11、路模式2.1垃圾焚烧电站停机不停炉的典型工况国内垃圾焚烧电站具有停机不停炉的典型工况。由于垃圾焚烧电站具备 2 方面的功能,处理生活垃圾及生产上网电量。垃圾焚烧电站的收入也主要来自这 2 部分,处理垃圾带来的收入(垃圾处理费和政府补贴)与电能售卖的价格。因此考虑到经济因素,在不满足发电上网的停机期间,部分垃圾焚烧电站会保持在焚烧炉额定负荷甚至最大蒸发量下运行,具有停机不停炉的特点。2.2野旁路减温减压器+公共主冷凝器冶模式典型工况下的蒸汽状态在项目建设阶段,建设单位往往考虑成本问题,优先选择“旁路减温减压器+公共主冷凝器”配置方式,如图 1 所示。即主流蒸汽和旁路蒸汽共用 1 台主冷凝器的布置
12、模式。在项目建成后,出现停机不停炉的工况时,将进入汽轮机的主汽门关闭,余热锅炉产生的新蒸汽通过旁路减温减压后直接排入运行的主冷凝器。由于旁路系统的二级减温减压器出口设置在主凝汽器的缩颈处,而主凝汽器的缩颈直接焊接或者法兰连接在汽轮机的低压缸排汽口处,新蒸汽进入主凝汽器缩颈后,虽然大部分蒸汽将会朝着背压更低的主冷凝器深处流动,通过换热管壁与循环冷却水充分热交换后参与到整个汽水系统的热力循环,但仍会有小部分蒸汽充满汽轮机的整个低压缸排汽空间,甚至汽缸高压段都会停留滞止蒸汽。旁路蒸汽在经过二级减温加压器后,已相变成参数更低的湿蒸汽,若汽轮机低压段汽缸长时间处于湿蒸汽环境,势必会造成低压段动、静叶片及
13、隔板等部件产生锈蚀,对汽轮机停机保养工作提出了更高的要求。图 1野旁路减温减压器+公共主冷凝器冶模式垃圾焚烧电站典型汽水系统简图2.3野旁路减温减压器+公共主冷凝器冶模式下汽机厂建议汽轮机厂家对出现停机不停炉工况时,一般会建议客户在后汽缸与主冷凝器缩颈之间加入隔板,阻断旁路湿蒸汽与后汽缸的流动通道,防止旁路蒸汽进入汽轮机内部。但在实际操作时发现,要想加入该隔板,垃圾焚烧炉需要短暂的停炉期,并且部分厂家汽轮机后汽缸与冷凝器缩颈之间是焊接连接,客户需要将后汽缸与冷凝器缩颈之间的连接面切开,再进行隔板焊接,当停机不停炉工况结束后,再将隔板切除。整个操作流程限制多,过程复杂,工艺要求高,且对设备进行了
14、破坏性操作,实际很少客户会选择此方式。后汽缸与主冷凝器之间的连接示意图如图 2 所示。3国内外垃圾焚烧电站生产运行的新需求3.1国内垃圾焚烧电站项目3.1.1汽轮机需具备孤岛运行能力随着垃圾焚烧电站在国内的数量逐渐增加,有部分客户还提出了汽轮机要具备孤岛运行的能力,意味着垃圾焚烧电站在无上网用电外输需求的时候,汽轮机要带厂用电运行,同时垃圾焚烧炉处于满负荷运行状态。这样的优势在于,对于垃圾焚烧电站而言,孤岛运行解决了电网调峰、机组调试等特殊时期,厂用电无需从电网购买,相比原停机不停炉工况,降低了运行成本,缩短了汽轮发电机组停机到重新开机的启动时间,保证了汽轮其他用汽105140 益7 kPa.
15、a1#空预器回水2#空预器回水2#空气预热器用汽1#空气预热器用汽1#2#低压加热器用汽低压加热器用汽169-2023 年 31 期方法创新科技创新与应用Technology Innovation and Application机低压段的工作环境,维持了企业的经济利益。注:1 为汽轮机后汽缸;2 为排汽接管;3 为二级减温减压器;4 为排汽缩颈;5 为主冷凝器。图 2后汽缸与主冷凝器连接示意图3.1.2孤岛运行工况的特点孤岛运行促使汽轮机具有极低负荷的运行能力。由于垃圾焚烧电站的装机规模较小,电站内总的辅助用电设备功耗本就不高,各单位在建设之初又多选用能耗较低的电器设备,从而一般垃圾焚烧电站的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 垃圾 焚烧 电站 汽轮机 负荷 高背压 运行 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。