燃气轮机燃用重油的运行经验_汽机专业_青果园电厂化学资料网（燃料智能化、电厂化学、QC资料、汽轮机、锅炉、电气、电力能源、脱硫燃料、电力题库、电力应用文、电力标准大全）

当前位置：首页 > 汽机专业 > 详细内容

燃气轮机燃用重油的运行经验

发布时间：2011/4/16 阅读次数：3446 字体大小: 【小】【中】【大】

本广告位全面优惠招商！欢迎大家投放广告！广告投放联系方式

3　烧轻油余热锅炉改烧重油可能会遇到的问题及改进措施
　　按燃气轮机烧轻油而设计配套的余热锅炉，当改烧重油后主要会发生两大问题：其一，余热锅炉的结构设计未考虑重油燃料的大量灰分，因此，无论在选取翅片形式(开口或无开口翅片)、翅片密度(6片/吋或4片/吋)、翅片宽度、翅片管间距以及布置形式等方面均不适宜，一定会因积灰而产生不可避免的蒸发量下降。其二，余热锅炉热平衡计算是以烧轻油基本负荷的排烟温度、流量为依据，当燃气改烧重油而降低燃烧温度后，排烟温度随之降低，余热锅炉进烟温度下降必然偏离原热平衡计算。反映出的主要问题是经济器易沸腾和低压蒸发系统易超压。
3.1　吹灰器
　　用户不可能因改烧重油而换新炉，所以对于第一个问题只有采用补装吹灰器加以缓解。根据实践，设计蒸汽吹灰器应注意以下几个方面。
3.1.1　蒸汽吹灰器的有效吹灰半径是布置吹灰器的基础，设计布置吹灰器的间距按1.5～2 m为宜。
3.1.2　蒸汽吹灰器的吹灰穿透深度与余热锅炉管束布置形式和吹灰枪工作压力有关。管束错落布置且管束间距较密的炉型，吹灰枪工作压力需较高，吹扫的管排数要较少。反之平行布置且管束间距较疏的炉型，吹灰压力较低，吹扫的管排数可较多。无论如何，考虑到吹灰器出口蒸汽速对管束的冲刷影响，吹灰工作压力不要高于2.0 MPa、吹扫深度不要超过10～12排管束。
3.1.3　选择吹灰器形式及安装方向必须根据余热锅炉管束布置方式来确定。对于管束按正三角形错列布置的余热锅炉最好选用伸缩式吹灰器并采用平行管束方向安装；对于热交换器管束平行布置形式的余热锅炉，可以选用固定旋转吹灰器，并采用与炉管束垂直方向安装。总之要考虑喷射蒸汽能不被炉管束阻挡而穿过管束间距达到后排。
3.2　经济器沸腾问题分析
　　余热锅炉热平衡方程示出了余热锅炉设计三要素：即进烟温度(t)、进烟量(V)和经济器进口水温(t′)。
　　V^.Φ(I′_过－I″_经)＝D〔i″_过－i′_经＋ρ(i′－i′_经)〕
Φ——保热系数　　　　　　 D——蒸发量
I′_过—过热器进口烟气焓　　I″_过—过热蒸汽焓
I″_经—经济器出口烟气焓　　i—饱和水焓
I′_经—经济器入口烟气焓　　I′_经—经济器入口水焓
ρ——排污率　　　　　　　 I″_经——经济器出口水焓
　　燃气轮机烧重油运行排烟温度降低，余热锅炉入口烟温随之降低。如果其它条件不变，则等式左侧烟气总放热量下降，等式右侧蒸发量必然随之下降。
　　为保证余热锅炉具有高的余热利用率，设计是预先确定的蒸发器出口烟温与饱和水温度差值即“窄点温度”通常很小，一般取8 ℃～12 ℃。在正常工作时，无论入口烟温是否低于设计值，只要想维持一定的饱和蒸汽压力，蒸发器出口的烟温必然要高于锅筒饱和温度，正由于此窄点温度的绝对值很小，所以改烧重油后虽然余热锅炉入口烟温大幅下降，但经济器前的实际烟气温度变化不大。
　　下式为经济器热平衡方程：
　　V^.Φ(I′_经－I″_经)＝D(1＋ρ)(I″_经－I′_经)
　　等式左侧烟气总放热量不会因燃气轮机是否改烧重油而降低，而等式右侧总蒸发量却实实在在因改烧重油而减少。蒸发量的减少必然引起经济器出水焓值上升，即经济器水温上升。当经济器水温超过饱和温度时经济器即发生汽化沸腾。
　　经济器汽化沸腾易引起水击。因为在一定条件下，这部分蒸汽会突然凝结。经济器水击会引起设备和管路的振动，因此即使钢管结构余热锅炉经济器能够承受一定的温度和压力，通常也不允许发生经济器汽化。强制循环余热锅炉专门设计有由高压循环泵出口到经济器入口的再循环管线，以便随时可以强迫加大经济器内的水循环流量，避免发生经济器汽化沸腾。
　　对于自然循环余热锅炉一旦发生经济器汽化则无法消除，而且经济器汽化后将严重影响蒸发量，现以7＃炉(F9型燃机)为例。
　　由于F9型燃气轮机排烟热量巨大，配套余热炉蒸发量可达186 t/h。设计考虑到长集箱温度不均的变形问题以及制造运输的困难，该炉设计制造成双炉并联结构，如图1(图中仅画出与经济器有关的部分)所示。
　　正是由于这种双炉并联结构，左右侧炉膛的烟气流量并不完全相等，尤其是在起停炉过程中。右侧的烟气量总是大于左侧，所以右侧炉膛温度总是高于左侧。而给水总管靠近左侧，右侧经济器水系统管路长于左侧，从而右侧实际管路压损大于左侧。这就造成左侧经济器水系统阻力小，水流量大，而烟气流量小，烟温低；右侧经济器水系统阻力大，水流量小，而烟气流量大，烟温高。右侧经济器在燃机改烧重油而降低排烟温度后很易发生汽化沸腾。

1＃炉经济器布置示意图

　　两组经济器由同一台给水泵供水，出口又接到同一个锅筒，所以，无论经济器是否沸腾两组经济器系统的进出口压差相等。
　　 206.gif (2196 bytes)

　　ξ——阻力系数
　　u——水流速
　　V——比容
　　所以　 208.gif (1335 bytes)

　　又因为流速和流量与比容的乘积成正比
　　所以　

　　即流过某组经济器的介质流量与介质比容的开方成正比。由于工作压力下的饱和汽的比容是饱和水的几十倍，因此流经沸腾侧经济器的水量要比流经非沸腾侧经济器的水量小许多。
　　如果余热锅炉蒸发总量不变，必然造成非沸腾侧经济器中介质流速大大上升以保持总补水量不变，沸腾侧经济器因传热不佳而几乎失去作用，经济器传热量急剧下降，经济器平均出水温度也将急剧下降。
　　该炉设计工况经济器出水温度255℃，且每提高1.8℃需消耗全流量烟气1℃的热量。由于经济器出现一侧沸腾，导致平均出水温度仅为220℃，水温降低35℃相当于损失16.67℃烟气焓。
　　该炉设计工况1.9℃全流量烟气可产生1 t/h蒸汽，那么16.67℃烟气损失相当于减少8.8 t/h蒸发量。
3.3　预防与消除自然循环余热锅炉经济器汽化的措施
3.3.1　起炉前打开经济器上集箱对空排汽门；起停过程一定尽量拉大余热锅炉蒸发量；运行过程适当降低饱和压力并严格控制除氧给水箱水温。
3.3.2　在左侧经济器进或出水管线上加装电动节流阀，以便一旦右侧经济器有汽化趋势，可人为强制减少左侧经济器水流量而增加右侧水流量消除汽化。
3.4　低压炉过压
　　上述分析已知，经济器入口烟气焓几乎不随改烧重油炉入口烟温下降而降低。而经济器出口烟气焓反会因总蒸汽量下降、补充水量的需求下降、经济器吸热减少而上升，即低压炉入口烟气焓上升。由此而导致低压炉过压。
　　7＃炉低压蒸发系统设计工作压力为0.24 MPa，燃机烧轻油实际工作压力在0.27 MPa以下。改烧重油后低压炉压力上升到0.3 MPa左右，发生单侧经济器沸腾时，低压炉压力便高达0.5 MPa以上，接近安全阀动作值。
　　对于按轻油燃料设计的余热锅炉低压系统在改烧重油后压力上升的问题，只有采取旁通流经低压炉部分烟气或减少低压炉热交换面积的办法来加以解决。旁路部分烟气简单易行，而减少受热面积不但工作量大，而且对日后燃料变换的恢复工作会留下难题。

4　结束语
　　燃气轮机烧重油运行还有一些问题有待研究与探索，例如是否能够进一步提高燃烧温度、优选新型抑钒剂并合理降低抑钒剂添加量、改造燃料系统设计，最大限度地减少停机前冲洗燃油管路的烧轻油的时间等研究课题。同时也存在如何改善烧重油烟气排放质量以达到日益苛求的环保要求。随着烧重油运行技术的不断成熟，相信燃气轮机电厂烧重油运行将取得更大的经济效益。

本文联系人　孙守林　男　1946年生　高工　518052　深圳
作者单位：深圳南山热电股份有限公司

参考文献

　[1]　孙守林.南山热电公司燃机燃用重油的经验.热能动力工程.1996，11(3)
　[2]　深圳南山热电股份有限公司.电厂运行记录.1995～1997年.

收稿日期　1998－04－06　收修改稿　1998－06－02

上一页 12

上一篇：汽轮发电机组振动故障的多征兆诊断方法下一篇：汽轮发电机组几种常见故障的振动特征

我要评论