[发明专利]电站锅炉暖风器节能优化控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电站锅炉暖风器控制系统。

背景技术

目前国内电站锅炉为避免锅炉尾部受热面的低温腐蚀，一般采用暖风器预热风温的方式来解决。暖风器布置于空气预热器进口风道中，利用汽轮机的抽汽对低温空气进行预热以提高锅炉尾部受热面的金属壁温，防止低温腐蚀和堵灰的现象。

暖风器的作用只是保护回转式空气预热器金属不发生低温酸腐蚀以及减少积灰等，暖风器的投入并不能提高锅炉效率，暖风器出口风温越高锅炉效率下降越多，有研究成果表明，不合理暖风器的投入将使机组发电煤耗增加2～3g/Kw h，损失巨大。

表1：600MW暖风器设计参数：

蒸汽压力  Mpa0.5～0.6 蒸汽温度 °C160蒸汽消耗量  t/h42.4

从上述数据看，暖风器耗能巨大，不可忽视。

决定暖风器投入的因素主要有环境温度、烟气酸露点温度等，一般当平均气温低于20℃时需要投入锅炉暖风器系统。但是由于暖风器控制系统及其疏水系统问题仍然比较多，据有关资料披露有半数电厂暖风器不能正常工作，这对锅炉的安全及经济运行产生重大的影响。

目前暖风器运行现状是：目前国内外流行的两种不同的暖风器疏水系统的设计方案，系统简繁程度是相差很大的。如图1所示，图中上方部分是目前国内各电力设计院设计以及众多老机组使用了几十年的传统方案，可以概括为“暖风器→（疏水器）→疏水箱→疏水泵→除氧器”的方式（以下简称为“去除氧器”方式）；下方部分是近年来国外普遍采用的暖风器系统，可以概括为“暖风器→疏水器→凝汽器”的方式（以下简称为“去凝汽器”方式）。

其中 “去除氧器”疏水方式理论上经济性较好，但仍存在着缺点：

1、系统复杂 ：“去除氧器”疏水方式的系统复杂、庞大，疏水箱和疏水泵都要占据很大面积，为了减少疏水泵入口汽蚀问题,疏水箱还要求有一定的高度形成压头。疏水箱属于压力容器还要有一定的容积进行汽水分离，其中的液位需经过液位计检测并根据设定的高低限去控制疏水泵的启停。疏水泵的频繁启停和进口区域汽蚀都决定了电机与泵体的高故障率，因此必须考虑设置备用泵。如果疏水箱水位计故障多，又要考虑在泵的出口处设计最小流量保护装置。同时疏水泵和除氧器的标高相差较大，必须考虑泵足够的扬程。

2、故障环节多：主要的故障环节是疏水箱的立管式水位计故障及疏水泵的经常性汽蚀问题。由于上述问题的多发性和普遍性，造成很多电厂冬季不能顺利投入锅炉暖风器系统或除盐水不能实现回收。

3、造价昂贵、维修量大。

　 其中“去凝汽器疏水”方式系统简单，从图1 中可以看到：“去凝汽器疏水”系统将“去除氧器疏水”系统简约到仅剩下自动疏水器这一个环节了，即疏水器可靠性就是疏水系统可靠性。因此缺点是对疏水器依赖性大，需要选择进口昂贵的疏水器。

上述两种疏水方式现在基本采用两种控制方式进行调节：汽侧调节；水侧调节。

其中汽侧调节是最常见的调节方式，如图2，通过调节加热蒸汽量来保证合适空气预热器的冷端金属壁温，这种调节方式在调节蒸汽量的同时，由于暖风器内部压力随之降低，其饱和温度随之也会降低，即暖风器的汽耗和温度都在同步改变。优点是汽侧调节可以保证暖风器疏水畅通，不积水，不存在两相流冲刷问题。缺点是对疏水器要求高，疏水系统容易出现故障。