摻燒高爐煤氣鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)研究

2014-10-10 06:13:38韓衛(wèi)冬

機電信息 2014年9期

韓衛(wèi)冬

（中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院，廣東廣州510663）

0 引言

某鋼廠自備電廠燃料為燃煤，摻燒高爐煤氣，并可摻燒少量焦爐煤氣。電廠設(shè)計燃料為設(shè)計煤種＋20%高爐煤氣（熱量比例），具有同時摻燒0～30%高爐煤氣的能力，煤氣中可包含0～20 000 Nm3／h焦爐煤氣和解析氣的混合煤氣。

1 制粉系統(tǒng)比較

目前國內(nèi)大型鋼廠自備電廠制粉系統(tǒng)基本選用了2種方案，一種為一次風(fēng)機位于空氣預(yù)熱器之前——中速磨正壓式直吹式冷一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)，另一種為一次風(fēng)機位于空氣預(yù)熱器后——中速磨正壓式直吹式熱一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)。由于要考慮全燒煤工況運行，因此磨煤機選型不論是熱一次風(fēng)還是冷一次風(fēng)機系統(tǒng)都是不變的。熱一次風(fēng)和冷一次風(fēng)直吹系統(tǒng)在輔機選型上主要是三大風(fēng)機及空氣預(yù)熱器存在差異。通過和設(shè)備生產(chǎn)廠家配合適用于本工程的兩分倉和三分倉空氣預(yù)熱器造價基本相當，另外根據(jù)計算2種系統(tǒng)的引風(fēng)機選型也基本一致，因此以下只對2種空氣預(yù)熱器所配置的一次風(fēng)機和送風(fēng)機情況進行比較。

1.1 正壓熱一次風(fēng)直吹式鍋爐配套兩分倉空氣預(yù)熱器系統(tǒng)

熱一次風(fēng)機系統(tǒng)適用于配置兩分倉的空氣預(yù)熱器，配置2臺送風(fēng)機，相應(yīng)制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓式直吹式熱一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)；每臺鍋爐設(shè)5臺中速磨煤機、5臺電子稱重皮帶式給煤機、5臺離心式熱一次風(fēng)機。

根據(jù)計算，兩分倉式系統(tǒng)風(fēng)機選型如表1所示。

表1 兩分倉式系統(tǒng)風(fēng)機選型

1.2 正壓冷一次風(fēng)直吹式鍋爐配套三分倉空氣預(yù)熱器系統(tǒng)

冷一次風(fēng)機系統(tǒng)適用于配置三分倉的空氣預(yù)熱器，配置2臺送風(fēng)機，相應(yīng)制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓式直吹式冷一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)；每臺鍋爐設(shè)5臺中速磨煤機、5臺電子稱重皮帶式給煤機、2臺離心式冷一次風(fēng)機。

根據(jù)計算，三分倉式系統(tǒng)風(fēng)機選型如表2所示。

2 技術(shù)經(jīng)濟比較

根據(jù)計算及與廠家咨詢，2種系統(tǒng)所配置的空氣預(yù)熱器造價基本相同，引風(fēng)機選型參數(shù)基本相同及運行狀況基本相同，一次風(fēng)機及送風(fēng)機存在較大差異，因此下面所做比較基本以一次風(fēng)機及送風(fēng)機為主。

表2 三分倉式系統(tǒng)風(fēng)機選型

2.1 技術(shù)經(jīng)濟比較方法

以上2種方案可通過技術(shù)經(jīng)濟綜合比較進行判別，選取最優(yōu)方案。技術(shù)經(jīng)濟的比較采用電力行業(yè)認可的最小年費法。

年費用是計及資金時間價值的動態(tài)理論，用一個固定費用率f將投資、折舊、利息、稅金、管理（人員工資和待遇）、保險等費用，平均分攤到電廠投產(chǎn)后至還貸折舊完畢期間的每一年之中，并加上年運行費用。其表達式為：

式中，f為固定費用率，電力規(guī)劃院為了投標橫向比較有可比性，避免標準不一致，除招標書有明確指定之外，規(guī)定固定費用率統(tǒng)一取f＝0.17，至今仍適用，因此本工程也取f＝0.17；Z為設(shè)備投資，但省略去相同的設(shè)備運輸、安裝工程、配套土建費用等；U為運行費，按定義應(yīng)包含燃料費、小修費、用水費、材料費等。

為了方便計算，把大修費、管理費等折算入f之中。經(jīng)濟比較時，只比較發(fā)電成本。

2.2 技術(shù)經(jīng)濟比較

運行費用主要包括風(fēng)機運行的電耗、風(fēng)機檢修維護費用。

2.2.1 運行模式

對于火力發(fā)電廠而言，機組的年運行小時數(shù)、年利用小時數(shù)、年利用率等條件對經(jīng)濟比較結(jié)果有明顯的影響。本工程按年利用小時數(shù)5 500 h計。根據(jù)本工程情況，自備電廠主要以滿足廠內(nèi)自身需求為主同時多余電量上網(wǎng)銷售，按照年利用小時數(shù)5 500 h、年運行7 800 h，擬定機組不同負荷下的運行時間組合，如表3所示。

表3 不同負荷下的運行時間組合

2.2.2 標準煤價格

標準煤價按1 050元／t計。

2.2.3 廠用電成本

發(fā)電標煤耗暫定為290 g／k W·h，計算的燃料成本為：290／1 000×1 050／1 000＝0.304 5（元／k W·h）。

2.2.4 風(fēng)機年電耗量及運行費用

風(fēng)機的軸功率可以根據(jù)理論公式計算出來，再考慮電動機效率為95%，按照本工程計算的年平均發(fā)電標煤耗值，再按本工程標煤價格，計算出電耗成本。

風(fēng)機大修周期按照5年，檢修維護費用平均分攤到每一年。其中熱一次風(fēng)機每次大修費用為30萬元，分攤到每年為6萬元；冷一次風(fēng)機每次大修費用為5萬元，分攤到每年為1萬元；常規(guī)動調(diào)風(fēng)機的大修費用均按30萬元，分攤到每年為6萬元。風(fēng)機經(jīng)濟對比如表4～表6所示。