垃圾焚烧发电厂汽轮机旁路系统的设计.doc

垃圾焚烧发电厂汽轮机旁路系统的设计 垃圾焚烧发电厂汽轮机旁路系统的设计 杨键 (武汉都市环保工程技术股份有限公司430071) 科学论坛 啊I [摘要]介绍了两种典型的垃圾焚烧发电厂汽轮机旁路系统构成,并结合广州市李坑生活垃圾焚烧发电厂旁路系统的设计对旁路系统的选择,控制方式 及存在问题进行了讨论. [关键词]垃圾焚烧发电旁路系统 中图分类号:TK222文献标识码:A文章编号:1009914X(2010)I8003702 1概述 城市生活垃圾所造成的生态,环境污染已成为一个社会问题,日益引起 人们的关注和重视,寻求一种科学的处理办法,对其进行减量化,资源化, 无害化处理,既是人类环境保护的需要,也足社会发展对有价值物质回收利用 的需要.垃圾的焚烧法处理,由于无害化程度高,减容量大,可以回收热 量,处理及时等一系列优点而倍受关注,在国内外很多城市已将焚烧作为城 市生活垃圾销纳的主要手段.垃圾焚烧发电就是利用垃圾在焚烧炉内燃烧产 生的热量加热给水,使水转变为蒸汽进入汽轮发电机组发电从而变废为宝,垃 圾焚烧发电是当前世界上普遍采用的垃圾处理方法. 笔者有幸参与了广州市李坑生活垃圾焚烧发电厂的设计,相对于常规火力 发电厂而言,垃圾焚烧发电厂在热力系统的拟定以及机炉的匹配等方面有其特 殊的设计思路及措施.常规火力发电厂一般可按x炉Y机(例如三炉二机)的 规模设置,而且年运行时间考虑在6000～7200小时之间.当机,炉不同时 检修时,能够对全厂机,炉进行适当调度进行降负荷运行,故机炉检修对于全 厂安全,可靠,连续运行的影响相对较小.而垃圾焚烧发电厂是利用垃圾 焚烧,余热发电的环保项目,其主要功能定位在以焚烧垃圾为主,年运行时间 一 般要求不低于8000小时.工艺特点要求为停机不停炉,即当因故停机(汽 轮机检修而锅炉运行,或者汽轮发电机组事故停机)或汽轮机降负荷运行时,尽 量不停焚烧炉.鉴于这一主要特点,垃圾焚烧发电厂在热力系统的设计上 均设置了汽轮机旁路系统运行方式,同时,设置了启动/低负荷减温减压器系 统用于锅炉的一级空气预热器和除氧加热,这些配置是大型垃圾焚烧发电厂工 程的典型工艺,也是垃圾焚烧发电厂区别于常规火力发电厂的重要部分,对保 证电厂安全,连续运行起着至关重要的作用.由于汽轮机的可用率和大修 周期大于锅炉(特别是垃圾焚烧炉),汽轮机的正常检修可以安排在焚烧炉/锅 炉的检修期及垃圾贮量较少的季节进行. 2汽轮机旁路系统的设计特点 针对垃圾焚烧发电厂停机不停炉的工艺特点,汽轮机系统的设计一般都考 虑了设置旁路系统.通常采用的汽轮机旁路系统’一般有两种典型构成,一种 是”旁路减温减压器+汽轮机及旁路公共凝汽器另～种是”旁路减温减 压器+旁路高压凝汽器”I. 21”旁路减温减压器+汽轮机及旁路公共凝汽器”的系统特点 这种系统一般应用在设置了2台或2台以上汽轮机的垃圾电厂中,当任何 一 台汽轮机停机时,锅炉均可在额定负荷下运行,另一台运行着的汽轮机应尽 可能增加进汽量以多发电,同时多余的新蒸汽通过汽轮机旁路系统排入运行着 的凝汽器.该旁路系统主要由旁路减温减压器系统+启动/低负荷减温减压 器系统+减温水系统等组成,新蒸汽通过减温减压后排入凝汽器,此时凝汽器 背压会相应提高.由于事故状态下凝汽器内的蒸汽温度和压力值均超过常规 运行的数倍,所需的冷却水量和冷却面积也大幅增加,因此凝汽器需作特殊设 计和制造.另外需设置启动/低负荷减温减压器系统,当汽轮机停机时,新蒸 汽经过减温减压装置后一路进入一级空气预热器加热空气,另一路作为加热蒸 汽进入除氧器. 此方案系统简单,配套辅助设备少,占地面积小,相应循环冷却水和凝结水 系统也比较简单,可节省运行维护费用.但凝汽器及凝结水系统均属于非标 设计,对设备的设计及制造提出了更高的要求.运行中由于旁路切换投运需 一 定的时间,当汽轮机迅速降负荷时,须启动锅炉过热器安全阀对空排汽,系统 可以安全运行,但将损失大量能量和工质,且将产生噪音和热污染.另外,此 方案汽机负荷调节范围一般只能从30%负荷至满负荷. 2.2”旁路减温减压器+旁路高压凝汽器”的系统特点 与前一方案相比,本方案系统较为复杂,除了设置旁路减温减压器系统+ 启动/低负荷减温减压器系统+减温水系统外,还需要配套旁路高压凝汽器及 其循环冷却水,旁路凝结水系统+旁路射水抽气系统.当汽轮机停机时,焚 烧炉/锅炉同样在额定负荷下运行,所产生的新蒸汽直接经过减温减压后进入 旁路高压凝汽器冷凝为旁路凝结水.旁路凝结水通过旁路凝结水系统进入汽 水系统凝结水母管,再进入除氧器.汽机停机同时开启启动/低负荷减温减 压器系统,新蒸汽经过减温减压后进入除氧加热蒸汽管和第一级空气预热器, 分别用于锅炉给水除氧加热和焚烧炉级空气预热器,以保证焚烧炉,余热 锅炉和除