水泥余热发电冷端优化节能技术

水泥余热发电冷端优化节能技术

添加时间:2015-10-20 11:40:50

发电行业是国家经济发展的支柱产业,又是高耗能产业。《节能减排“十二五”规划》中要求,以2010年为基准年,到2015年,单位GDP能耗下降16%。近年来,发电行业高度关注节能减排,在锅炉、汽机、风机水泵等工艺设备应用了大量的节能技术。随着节能技术的大量应用,节能潜力已逐渐减少,因此冷端系统节能改造成为发电机组节约能源、提高整个机组经济效益的关键系统之一。优化机组的冷端系统对提高机组发电效率和节能减排意义重大。

水泥行业余热发电建设已告一段落。目前,水泥余热发电的关注点已经转向了机组的优化及经济运行,节能改造是其中一项重要内容。

由于水泥余热发电在设计、施工等方面的问题,机组的冷端系统存在着运行工况不经济等问题。例如:胶球清洗系统投球率低、收球率低;凝汽器所有管道不能得到有效清洗,清洁系数低;二次滤网杂物清除能力低、水阻大;冷却塔冷却效果差等,这些因素使真空度降低甚至恶化,严重影响了机组出力,使供电标准煤耗增加2-8g/Kwh。采用冷端系统节能优化改造可明显改善冷端系统运行参数,提高机组发电效率。

冷端优化系统所采用的节能技术,均为运行安全、技术成熟、国家重点推广的先进节能技术:

1.新型凝汽器胶球清洗系统

国家重点节能低碳技术推广目录(2014年本)第21

2.冷却塔高效喷溅装置改造

国家重点节能低碳技术推广目录2014年本)第29

3.冷却塔填料优化改造

国家重点节能低碳技术推广目录2014年本)第28

4.水轮机节能技术改造

国家重点节能低碳技术推广目录2014年本)第166


冷端优化节能核心技术简介

核心技术之一:新型凝汽器胶球清洗系统

实现的目标:

1.全自动运行,收球率长期保持99%以上;

2.长期保持凝汽器所有冷却管清洁,彻底免除凝汽器停机人工清洗和酸洗;

3.凝汽器的清洁系数长期保持在0.85以上(可由电科院做性能试验);

4.显著降低凝汽器端差,显著提升并保持真空;

5.增加机组发电量;

6.降低厂自用电率。


 




核心技术之二:冷却塔高效喷溅装置改造

高效喷溅装置,在不加外力的条件下,利用配水管内的工作水头(压力)和喷溅装置结构设计的独到之处,使水流在结构的导向作用下冲击设置在喷嘴外围的转轮,转轮旋转产生离心力,使水滴沿一定的轨迹在空间完成二维运动的同时达到均匀雾化,提高水气交换率,高效率地提高换热效果,降低循环水温度。其旋转部分采用了免润滑的进口轴承,延长设备使用寿命。



核心技术之三:冷却塔填料优化改造

根据冷却塔换热能力决定于塔内进风与配水的“风水匹配”程度的原则,结合现场实测,采用计算流体动力学技术对冷却塔进风在塔内的分布(速度场、温度场及含湿量场等)进行全三维精确计算,根据进风的分布通过重新设计配水系统使塔内各处的布水与进风做到尽可能匹配。

在采用冷却塔全三维计算流体动力学高网格建模计算技术弄清塔内进风各参数场分布的前提下,重新设计布水系统,使其与进风相匹配,再根据布水情况重新设计调整填料的布置、厚度,使其适应蒸发换热的要求。



核心技术之四:水轮机节能技术改造

利用水动能驱动水轮机,替代电机、减速器、传动轴等部件,直接带动冷却塔风机转动,取消风机电机耗电,达到节能的目的,改造后的冷却塔称为水动风机冷却塔。

经济效益

20144月底对富阳南方水泥有限公司水泥窑炉余热发电冷端系统进行了技术改造至今,已安全正常运行1年有余,冷端系统的各项改造运行良好,节能效果显著。

项目改造前后数据比较表:


富阳南方水泥有限公司冷端优化节能技改项目实施后,生产参数改变明显,凝汽器平均进出口水温差由改造前的7.6℃提高到改造后的11.1℃,提高了3.5℃,达到冷却塔的设计温降水平;凝汽器平均端差由改造前的11.2优化到6℃,向优化方向变化了5.2℃;1#循环水泵平均运行电流由改造前的241.4A下降到235.4A,下降了6A,减少了站自用电量;3#循环水泵平均运行电流由改造前的251.6A下降到243.5A,下降了8.1A,减少了站自用电量;节约3台冷却塔风机配套电机100%能耗(冬季)。发电有功功率由改造前的7865kW提高到8507kW,提高了642kW,增加了发电能力;在月平均产量基本不变的情况下,总发电量由改造前的4494056Kwh提高到4837330Kwh,平均每月多发了343274Kwh

吨熟料发电量平均由改造前的33.94Kwh/吨熟料提高到36.35Kwh/吨熟料,提高了2.41Kwh/吨熟料;厂自用电率由改造前的5.75%降低到4.93%,降低了0.82% 

依据国家标准《企业节能量计算方法》(GB/T13234-2009),采用项目改造后机组正常运行、工况稳定的生产统计数据,对富阳项目进行节能效益计算

项目改造后运行5个月,共多发电量1604686Kwh,共节约自用电量106535Kwh,总节电量为1711221Kwh。按电价0.64/Kwh计,产生节能效益109.52万元。

按上年全年发电量56515182Kwh计,按上年运行6613.43小时计,年可节约电量398.07万度,发电量提升率7.04%,年增加发电收益254.76万元。年可节约标准煤1315吨,年可减少CO2排放量3419吨。


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