垃圾焚烧发电厂汽轮机特点及热力系统优化

《热力透平》 T中

OFweek节能环保网讯 与常规火电厂不同,垃圾焚烧发电厂以垃圾处理为主,发电为辅。受垃圾总产量及垃圾热值不高的限制(相对于标煤热量),垃圾焚烧发电厂均配置小功率的汽轮机组,采用定压启动的运行方式,同时不参与调频。相配套的垃圾焚烧锅炉蒸汽参数均为中温中压工况(4.0MPa,400℃)[1-2],仅有少数垃圾焚烧电厂采用了中温次高压工况(6.4MPa,450℃)[3]。由于垃圾焚烧发电厂汽轮机的主蒸汽温度不高易导致汽轮机低压段湿蒸汽区扩大,为了避免低压段的水蚀,汽轮机低压段叶片级数就必须增加。又因垃圾热值会随季节波动,导致锅炉主蒸汽流量和参数变化幅度也相当大,所以首选具有较强变工况运行能力的汽轮机组[4]。

本文结合垃圾焚烧发电厂汽轮机组及其热力系统的技术特点,对汽轮机的选型合理性进行了计算分析,同时针对国内典型垃圾焚烧发电厂汽轮机组热力系统方面存在的问题,给出了合理的优化措施,其分析结论适用于同类型机组。

1 宝安垃圾焚烧发电厂汽轮机及其相关热力系统特点分析

1.1 汽轮机技术特点

由以上分析得出,垃圾焚烧发电厂常选择低压段抗水蚀能力强、变工况能力强的中压或次高压凝汽式汽轮机。宝安垃圾焚烧发电厂二期工程配置4台比利时西格斯的焚烧炉,形式为多级倾斜式往复排炉,单台焚烧炉日处理垃圾量为750t,日处理能力可达4200t,垃圾低位热值设计值为7118kJ/kg。配套的2台汽轮机由南京汽轮电机有限责任公司制造,中压、单缸、抽汽、凝汽式汽轮机,型号为C30-3.8/1.7/395型,配套2×32MW的发电机组。采用定压启停方式。汽轮机相关技术数据见表1。

表1 宝安垃圾发电厂(二期)汽轮机技术参数

1.2汽轮机选型合理性分析

垃圾焚烧发电厂不同于火力发电机组,在以垃圾处理为主的情况下,需考虑如何降低发电成本。从汽轮机选型合理性的角度来分析,汽轮机的额定容量成为关键分析因素,既要选取额定功率较小的汽轮发电机组,同时也要避免汽轮发电机组的额定功率太小,导致与锅炉出力不相匹配的情况发生。以下对宝安垃圾焚烧发电厂的汽轮机选型情况进行校核计算。

以下结合宝安垃圾发电厂2台焚烧炉匹配1台汽轮机组的满负荷实际运行工况下的相关数据,应用以上计算公式,得出了机组满负荷运行所需汽轮机的最大输出功率,见表2。

表2 满负荷运行工况下汽轮机的功率计算结果

由表2计算结果可知,在满负荷运行工况下,也即2台焚烧炉达到最大出力工况时,汽轮机组的输出功率略高于31.64MW,才能与锅炉出力基本相匹配。该厂配置额定输出功率为30MW(最大功率32MW)的汽轮机组,满足垃圾焚烧电厂的正常运行,所以该厂汽轮机组的选型合理。

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