La unidad 2 utiliza el modelo D300P de Dongfang Turbine Company, que fue diseñado y desarrollado a finales de los años 90. Aunque se aplicó la tecnología avanzada de la época, la eficiencia era baja y el consumo de calor alto debido a factores como las capacidades de fabricación y procesamiento. Además, con el funcionamiento de la unidad, gradualmente se expusieron algunas fallas en el diseño original, lo que afectó aún más la eficiencia, y surgieron muchos problemas en términos de economía, seguridad y confiabilidad.
2.1. Lado de la turbina
Económicamente, la tasa de calor de la turbina de vapor de la Unidad 2 es alta. En julio de 2013, la central eléctrica de Anyang encargó al Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de Henan que realizara pruebas de rendimiento en la turbina de vapor número 2. Los resultados muestran que la tasa de calor corregida en condiciones operativas de 300 MW es 8141,39 kJ/kWh, que es 249,89 kJ/kWh mayor que el valor de diseño de 7892 kJ/kWh, lo que afecta el consumo de carbón del suministro de energía en 9,76 g/kWh. Al mismo tiempo, existen problemas como un drenaje deficiente del calentador de baja presión No. 7.
En términos de seguridad y confiabilidad, la turbina de vapor de la Unidad 2 tiene el problema de una gran vibración de 1 vatio al arrancar y una temperatura alta de 1 y 2 vatios durante la operación.
2.2 Lado de la caldera
El sello secundario en el paquete superior tiene fugas de aire y mucha acumulación de polvo; la cantidad de agua sobrecalentada y atemperada es grande. Con una carga de 300 MW, el volumen de agua de sobrecalentamiento y atemperamiento es de 42 t/h, y el volumen de agua de recalentamiento y atemperamiento es de 19 t/h.
En tercer lugar, la viabilidad de la transformación
El propósito de la transformación para ahorrar energía es Ahorrar aún más energía y reducir el consumo. Además de la modificación de la parte de flujo de la turbina de vapor tradicional, es necesario mejorar los parámetros iniciales del vapor, es decir, es necesario modificar la superficie de calentamiento de la caldera para aumentar el área de calentamiento y es necesario actualizar el material de la superficie de calentamiento para mejorar los principales parámetros de recalentamiento. La transformación de la parte de flujo de la turbina de vapor se ha llevado a cabo en China durante muchos años. Los principales fabricantes nacionales de turbinas de vapor han logrado al menos docenas o incluso cientos de tecnologías muy maduras, por lo que la determinación del plan de transformación se centra principalmente. en la superficie de calentamiento de la caldera superior.
Debido a que la actualización de parámetros no se ha implementado antes en China, el riesgo de actualización es muy alto. Con este fin, antes de la transformación de la Unidad 2, Datang Group organizó a fabricantes y expertos de la industria para demostrar completamente los métodos y magnitudes de aumento de temperatura y presión del proyecto en muchas ocasiones, y realizó una gran cantidad de cálculos y análisis e investigaciones en profundidad. Sobre esta base, se propusieron tres planes: primero, aumentar la temperatura del vapor principal a 545°C; segundo, aumentar la temperatura del vapor principal a 570°C; tercero, aumentar la temperatura del vapor principal y recalentar la temperatura del vapor a 550°C; C/570 ℃, la presión se incrementa a 18,2 MPa, los detalles son los siguientes:
De acuerdo con los requisitos de los parámetros de elevación del plan y el diagrama de equilibrio térmico de la turbina de vapor, el fabricante de la caldera calculó la calor de la caldera de los tres planes de modificación respectivamente, y los resultados del cálculo son los siguientes:
Resultados del cálculo térmico de la caldera después de la actualización de parámetros (tipo de carbón diseñado)
A partir de los resultados del cálculo:
En el primer esquema, la caldera no necesita sufrir grandes calentamientos. La transformación de la superficie puede cumplir con los requisitos del plan de transformación.
La temperatura del vapor principal en el lado de la caldera del Plan 2 es de solo 566 °C, lo que no puede cumplir con los requisitos de modificación, y se debe modificar la superficie de calentamiento correspondiente. Los cálculos preliminares incluyen específicamente alargar la longitud del serpentín de tubo alto, aumentar el área en aproximadamente un 15%, aumentar la longitud del sobrecalentador de pantalla grande en 500 mm, aumentar el área en aproximadamente un 5% y agregar un serpentín de tubo al serpentín de tubo bajo. -tubo de bobina, aumentando el área en un 20%. Teniendo en cuenta que el margen de temperatura del vapor de recalentamiento original de la caldera es demasiado pequeño, el sistema de recalentamiento puede realizar las modificaciones necesarias en las superficies de calentamiento de recalentamiento alto, recalentamiento bajo y recalentamiento medio, reducir el paso longitudinal de recalentamiento alto y aumentar la cantidad de tubos. superficie por unos 700m2.
Debido a las limitaciones de altura y ancho de la caldera, no hay superficie de calentamiento en la caldera. Después del cálculo, la temperatura del vapor principal del Plan 3 solo puede alcanzar los 553 °C y la temperatura del vapor de recalentamiento es 568 °C, lo que no puede cumplir con los requisitos de transformación y es necesario transformar la superficie de calentamiento.
Específicamente, los sistemas de sobrecalentador y recalentador se realizan como en el Esquema 2.
Desde la perspectiva de la inversión del proyecto:
En comparación con la opción 1, la inversión en el lado de la caldera es menor y solo es necesario modificar el recalentador de temperatura media. El costo de transformación es de aproximadamente 3,5 millones de yuanes, pero el consumo de calor correspondiente de la turbina de vapor se calcula en 7875 kJ/kWh, lo cual es bajo en comparación con otras opciones y no se considerará.
El alcance de transformación de la segunda opción es principalmente el sobrecalentador de alta temperatura, el sobrecalentador de baja temperatura y el recalentador de alta temperatura (la segunda opción, después de contactar con la sala de calderas para recopilar datos y cálculos, Se cree que la temperatura de entrada del recalentador se reducirá en aproximadamente 10 ° C, por lo que se ampliará el alcance de la transformación, lo que requerirá un aumento en el área del recalentador de baja temperatura y el sobrecalentador de pantalla grande) . Aunque el alcance de transformación de este plan es relativamente grande, el consumo de calor de diseño correspondiente es de 790 kJ/kWh. Los beneficios también son obvios.
En la tercera opción, además del alcance de transformación mencionado en la segunda opción, debido al aumento de la presión del vapor, implica la sustitución de múltiples colectores y válvulas de soporte (válvulas de seguridad, válvulas PVE, etc.). ) también debe reemplazarse, y el consumo de calor de diseño correspondiente es 7755 kJ/kWh. En comparación con la segunda opción, el retorno de la inversión es menor y, debido a las limitaciones de altura y anchura de la caldera, ya no es posible añadir más superficies de calefacción. Por tanto, la tercera opción no se puede implementar en la transformación real.
A través de una comparación integral de la factibilidad, inversión y beneficios de las opciones anteriores, se determinó realizar la transformación según la opción 2, aumentando la temperatura de recalentamiento principal y la temperatura de recalentamiento a 570/570°. C respectivamente y manteniendo la presión constante. Cambie el plan para lograr el propósito de aumentar la temperatura del vapor de recalentamiento principal de la caldera. Sin cambiar la estructura externa del cuerpo de la caldera, se puede mejorar la capacidad de trabajo de la turbina de vapor y se puede reducir el consumo de calor de la turbina de vapor realizando las modificaciones necesarias en las superficies de calentamiento tales como recalentamiento alto, recalentamiento alto y sobrecalentamiento bajo.