某1000MW二次再热机组烟气再循环改造方案设计与研究

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针对国电泰州电厂1000MW超超临界二次再热机组在实际运行时存在再热蒸汽温度低于设计值的问题,提出在机组原有调节再热蒸汽温度手段的基础上采用烟气再循环技术对机组进行改造设计。根据不同再循环烟气抽取点和引入点,制定分别从锅炉省煤器或引风机后抽取烟气,引入炉膛底部或上部共四种烟气再循环方案。采用热力计算与数值模拟结合的研究方法。通过研究不同烟气再循环方案下机组锅炉运行参数的变化情况,分析烟气再循环对锅炉运行的影响。研究结果表明:再循环烟气引入炉膛底部的方案可以有效提高锅炉再热蒸汽温度,当烟气再循环率达到10%时,锅炉一、二次再热蒸汽温度均已满足设计值要求,表明该方案可以解决锅炉再热蒸汽温度偏低的问题,同时通过数值模拟,发现该方案炉膛出口烟温略微下降,炉内O2、NO浓度下降,CO浓度升高,表明烟气再循环可以降低锅炉NO排放量。在最大出力BMCR负荷工况下,烟气再循环率每增加5%,一、二次再热蒸汽温度分别升高约5.9℃、6.4℃,炉膛出口烟温降低约10℃,O2浓度下降约4.1%,CO浓度升高约22.47%,NO浓度下降约6.1%。再循环烟气引入炉膛上部的方案不能明显提高锅炉再热蒸汽温度,只能降低炉膛出口烟温,减轻炉膛出口处结渣,减少锅炉NO排放量。相同循环率下,炉膛出口烟温下降约40℃,O2浓度下降约2.35%,CO浓度升高约13.68%,NO浓度下降约4.8%。锅炉负荷越低,再热蒸汽温度随烟气再循环率增加而升高明显,低负荷再热蒸汽温度升高幅度约为高负荷的1.7倍。从省煤器后抽取再循环烟气引入炉膛底部的方案再循环流程不包括空气预热器和引风机,系统较为简单,锅炉效率变化不明显,烟气再循环率每增加5%,引风机电动机功率增加约5.6%,省煤器管壁最大磨损厚度增加约18.33%。从引风机后抽取烟气引入炉膛底部的方案再循环流程包括空气预热器和引风机,系统较为复杂,锅炉效率下降明显,相同循环率下,锅炉效率下降约0.59个百分点,引风机电动机功率增加约18.9%,省煤器管壁最大磨损厚度增加约21.03%。表明从省煤器后抽取烟气引入炉膛底部的方案是适合本机组的烟气再循环方案。通过计算得知该方案下需要布置的再循环风机电动机功率为520kW,烟气再循环率每增加5%,厂用电率增加约0.04个百分点,机组供电标准煤耗减少约1.13g/(kW·h),说明烟气再循环可以提高二次再热机组的经济性。
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