背压机与热水锅炉比较热机Word格式.docx
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石热公司现安装有13台锅炉,包括四台220t/h煤粉锅炉,四台410t/h循环流化床锅炉,两台220t/h循环流化床锅炉,两台168MW尖峰热水炉,一台240t/h燃气尖峰锅炉。
安装有七台汽轮机,均为供热机组,包括两台25MW抽汽背压机组,两台25MW背压机组,两台200MW双抽机组,一台125MW单抽机组(即16号汽轮机)。
根据《石家庄市人民政府办公厅关于2011年城区热源热网建设的建议》(市政办函【2011】1号文),暂缓关停石热公司15、16号机组。
本报告的任务是对15、16号机暂缓关停并对16号机进行背压机改造的方案与新建2х168MW热水锅炉方案,及与新建2х50MW背压机方案作技术经济比较,结合项目的初投资、供热能力、发电能力、运行管理及投资回报等方面,得出推荐方案。
1.4设计范围
1)对石热15、16号机组现状及16号机改造后的热负荷进行分析,并提出同等供热能力的热水锅炉方案和背压机方案。
2)对三个供热方案进行论证并计算各方案的热经济指标。
3)对三个供热方案作技术经济比较。
2热负荷
2.1热负荷现状
石热公司有两种热负荷,分别是工业负荷和居民采暖负荷,2010年,石热公司有工业负荷550t/h,居民采暖负荷2506万平方米。
所辖管网覆盖京广铁路以东广大区域,包括制药、纺织、化工、印染等大型工业企业,省、市党政机关和直属单位,省会主要商贸区、大专院校、医疗单位、大型居民住宅区等。
在供热发展的早期,集中供热的主要目的是解决工业热负荷,石热公司采用蒸汽进行供热,在政府决策向建筑供热时,仍采用了蒸汽供热的方式。
2000年以后,石热公司陆续建成了八期2×
200MW双抽供热机组和2×
168MW热水锅炉,并配套建设了完善的高温热水管网。
为减少能耗,增强供热能力,减少蒸汽采暖负荷缺口,石热公司自2005年以来,每年对蒸汽管网进行高温水网供热改造约150万平方米。
2010年,石热公司采暖负荷按照供热介质分类,包括蒸汽采暖负荷和高温水采暖负荷,蒸汽采暖负荷为1384万㎡,高温水采暖负荷为1122万㎡。
石热公司热负荷分类统计表表2.2-1
热负荷分类
合计
工业蒸汽负荷
(t/h)
采暖蒸汽负荷
(万㎡)
采暖高温水负荷
工业550t/h;
采暖2506万㎡
550
1384
1122
2.2热源现状
石热公司的汽网供热能力1146t/h(其中,供工业蒸汽550t/h,其余供居民采暖汽网),采暖水网供热能力为782MW。
各现状热源的装机容量及供热能力如下表:
石热公司现状热源统计表表2.1-1
参数
热源编号
锅炉型号
汽轮机型号
汽网供热能力
(t/h)
水网供热能力
(MW)
1、2号热水炉
2x168MW燃煤热水炉
/
2x168
七期12、13号汽轮发电机组
2x220t/h高温高压煤粉锅炉
2x25MW抽汽背压汽轮机
2x60
七期14、15号汽轮发电机组
2x25MW背压汽轮机
2x163
尖峰炉
240t/h燃气锅炉
240
16号汽轮发电机组
2x220t/h循环流化床锅炉
1x125MW单抽汽轮机
100
八期21、22号汽轮发电机组
4x410t/h循环流化床锅炉
2x200MW双抽汽轮机
2x180
2x223
1146
782
2.315、16号机暂缓关停,并对16号机进行改造后两机组的供热能力表2.2-1
(万平米)
机组状态
七期15号汽轮发电机组
220t/h高温高压煤粉锅炉
25MW背压汽轮机
163
暂缓关停,维持现状
1x70MW抽汽背压式汽轮机
300(采暖排汽量约230t/h)
暂缓关停,并进行背压机改造
263
300
由上表可见,采暖综合热指标按50W/m2计算,15、16号机暂缓关停,并对16号机进行改造后两机组的供热能力为700万平米。
本报告即以此供热面积为基础进行装机方案选择和比较。
3装机方案
根据本工程热负荷情况,结合业主委托书推荐方案,拟定备选装机方案如下:
方案一:
1x70MW抽汽背压式汽轮机(改造)+1x25MW背压汽轮机(暂缓拆除)+3x220t/h高温高压煤粉锅炉(暂缓拆除)
方案二:
新建2x168MW循环流化床热水锅炉
方案三:
新建2x50MW背压机+2x300t/h高温高压煤粉炉
3.1方案一:
3.1.1本方案设计思路
本方案拟暂缓关停石热15、16号机组,并对16号机进行背压机改造。
3.2.1.116号机背压机改造方案
1)汽轮机本体改造方案为:
汽轮机排汽压力取0.2~0.25MPa.a,拆除低压缸通流部分,改造低压转子,高中压缸通流部分维持现状,将汽轮机由抽凝机改造为抽背机组。
机组改造后,发电机端功率约70MW,在供100t/h汽网蒸汽的同时,还可承担约300万平米的水网采暖面积。
2)在汽机房A列外增设换热首站,汽轮机背压排汽将热网循环水加热至110℃(回水70℃),然后汇入供热母管,送至二级换热站。
热网站循环水量为.4200t/h。
换热站配三台循环水泵,两台运行,一台备用。
3)热网循环水泵入口采用补水泵定压。
热网补水泵间断运行,补充系统水量。
补水系统只考虑本期热网的补水能力。
正常补水量为系统循环水量的2%,正常补水量为:
100t/h。
4)其余系统,如水工、电气、热控等相应调整,详见《石家庄光华热电有限公司16号汽轮机组改造工程可行性研究报告》。
3.2.1.215号机组暂缓关停,并维持现状,可供163t/h的汽网蒸汽,与16号机提供的100t/h汽网蒸汽一起,可承担约400万平米的汽网采暖面积。
3.1.2供热可靠性
改造后的16号机组承担:
1)汽网150万平米基本采暖热负荷,低于全厂所承担汽网总采暖热负荷的20%;
2)水网300万平米的基本采暖热负荷,低于全厂所承担水网总采暖热负荷的30%。
因此,当16号机故障停机时,厂内其余热源还可承担区域70%以上的采暖热负荷,供热可靠性是有保证的。
15号机组承担汽网250万平米的的采暖热负荷,低于全厂承担汽网总采暖热负荷的30%。
因此当15号机组故障停机时,厂内其余热源还可承担区域70%以上的汽网采暖热负荷,供热可靠性是有保证的。
3.1.3本方案主机技术条件
1)3x220t/h高温高压煤粉锅炉(暂缓关停)主要技术参数
型式:
循环流化床锅炉
型号:
HG-220/9.81-L.PM23
额定蒸发量:
220t/h
主蒸汽温度:
540℃
主蒸汽压力:
9.81MPa
给水温度:
215℃
排烟温度:
135℃
锅炉保证效率:
91.5%
脱硫效率:
大于90%
炉架结构:
全钢结构
2)1x70MW抽汽背压式汽轮机(改造后)主要技术参数
汽轮机型式:
高压单缸、冲动、抽汽背压式
调节方式:
喷咀调节
额定功率:
~70MW
转速:
3000r/min
转子旋转方向:
从机头看为顺时针
工作电网频率:
50HZ
蒸汽初压:
8.83MPa
蒸汽初温:
535℃
额定排汽压力:
0.2MPa.a
额定排汽量:
~230t/h
额定供热抽汽压力:
0.883MPa.a
额定供热抽汽量:
100t/h
额定工况进汽量:
424t/h
3)1x25MW背压式汽轮机(暂缓关停)主要技术参数
高压单缸、冲动、背压式
25MW
8.72MPa
0.69-1.18MPa.a
163t/h
201.4t/h
3.2方案二:
2x168MW循环流化床热水锅炉
3.2.1本方案设计思路
本方案2×
168MW循环流化床高温热水锅炉,所供热水参数:
110℃,1.6MPa,与一期热水网参数相同。
两台热水锅炉将与厂内现有热网并列运行,通过(供)热水母管送至各用户,可供采暖336MW。
采暖综合热指标取48W/m2,可供约700万m2的采暖面积。
循环热水系统采用母管制,热网70℃回水由回水管道引入锅炉房循环水泵间内,经滤水器过滤后由热网循环水泵升压后送至锅炉加热成110℃高温热水,然后汇入供热母管,送至二级换热站。
每台锅炉额定负荷循环水量为4000t/h。
本期工程设计循环水量为8000t/h。
每台锅炉配二台循环水泵,本期工程共配五台循环水泵,四台运行,一台备用。
热网循环水泵入口采用补水泵定压。
160t/h;
事故补水量为系统循环水量的4%,事故补水量为320t/h。
本方案考虑在拆除现有15、16号机组的场地上建设。
主厂房布置采用6m柱距,总长度63.5m,锅炉间为半露天布置,各间跨距分别为:
煤仓间9.0m,锅炉间31.6m,锅炉间后墙柱中心至烟囱中心距离为44.5m,煤仓间A列至烟囱中心线距离85.1m。
3.2.2供热可靠性
当1x168MW高温高压循环流化床锅炉故障时,厂内现有机组的水网供热能力(采暖供热量782MW)和本期另一台热水锅炉(采暖供热量168MW)一起可承担全厂水网80%以上的采暖热负荷。
3.2.3本方案主机技术条件
热水锅炉的主要技术规范如下:
QXF168-130/70/1.6-M(暂定)
型式:
循环流化床热水锅炉
额定供热量:
168MW
额定供水温度:
130℃
额定回水温度:
70℃
设计压力:
1.6MPa,
设计热效率:
90.32%,
空气预热器设计进风温度:
20℃
锅炉本体水侧阻力:
150KPa