【垃圾焚燒】余熱發(fā)電及熱力系統(tǒng)

【垃圾焚燒】余熱發(fā)電及熱力系統(tǒng)1概述設計依據(jù)《生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準》(建標142-2010)《生活垃圾焚燒處理工程技術規(guī)范》(CJJ90-2009)《生活垃圾焚燒廠評價標準》(CJJ/T137-2019)《生活垃圾焚燒爐及余熱鍋爐》(GB/T18750-2008)《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》(GB50049-2011)《火力發(fā)電廠建筑設計規(guī)范》(DL/T5094-2012)《火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范》(GB50229-2019)其它各個專業(yè)的國家、地方、行業(yè)現(xiàn)行的標準、規(guī)范等。甲方提供的相關設計資料。設計規(guī)模本項目設計規(guī)模為日處理垃圾量1000t/d,設2臺日處理垃圾500t/d的焚燒鍋爐，配2臺12MW高轉(zhuǎn)速凝汽式汽輪機和15MW發(fā)電機。46.3t/h,不含汽包抽汽9t/h(SAH：0.9t/h,SGH：t/h)o2熱力系統(tǒng)2.1機組運行方式根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電廠以處理垃圾為主業(yè)的特點，汽輪發(fā)電機組采用“機隨爐”的運行方式。為保證在汽輪機故障或檢修期間垃圾焚燒爐的穩(wěn)定運行，設置了汽機旁路系統(tǒng)，用于汽機停機時將主蒸汽通過兩級減溫減壓裝置送入凝汽器，凝結水送至除氧器，通過除氧器除氧加熱后用給水泵送至余熱鍋爐，維持垃圾焚燒余熱鍋爐的正常運行。汽輪機設有三級可調(diào)整抽汽，一級供給焚燒爐空氣預熱器，二級供給除氧器和廠區(qū)采暖使用，三級供給低壓加熱器使用。在汽輪機停機檢修或在汽輪機負荷較低，汽機一、二級抽汽壓力不能滿足空氣預熱器和除氧器加熱蒸汽壓力的要求時，系統(tǒng)設置了空預器和除氧用減溫減壓器，將主蒸汽減溫減壓至所需的蒸汽參數(shù)，補充汽機抽汽的不足。熱力發(fā)電系統(tǒng)主要有下列四種運行工況：(1)正常發(fā)電工況在正常焚燒發(fā)電工況下，2爐2機運行。2臺余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽送往汽輪發(fā)電機組，汽輪機一級抽汽送至焚燒爐空氣預熱器用于加熱一次風，其疏水回收送入空預器疏水擴容器。同時對外供汽；二級抽汽進入除氧器加熱給水以及廠區(qū)采暖。三級抽汽進入低壓加熱器,加熱凝結水。此工況下，汽輪機的進汽按照余熱鍋爐產(chǎn)汽量調(diào)節(jié)。(2)停機不停爐工況1臺汽輪機檢修或故障停機，2臺垃圾焚燒爐正常運行。在此工況下，另1臺汽輪機在最大工況下運行，剩余蒸汽一部分用于空氣預熱器、除氧器以及廠區(qū)采暖，其余全部投入檢修汽機的旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)，旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)的一、二級減溫減壓器和檢修汽機的凝汽器投入運行。(3)兩臺機停機工況當1臺汽輪機小修，另1臺汽輪機突然故障需開缸檢修時，小修汽機旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)滿負荷運行，但由于旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)的最大冷凝能力有限，因此，2臺垃圾焚燒爐只能減負荷運行或停1臺爐，部分主蒸汽通過2臺減溫減壓器分別供給空氣預熱器、除氧器以及廠區(qū)采暖所需蒸汽。(4)機爐同步檢修工況當1臺垃圾焚燒鍋爐檢修時，可同時安排另一臺汽輪機檢修，另1臺運行的鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量供另1臺汽輪機運行。因此，在每年鍋爐檢修時應同時安排兩臺汽機輪流檢修，以提高經(jīng)濟效益。余熱發(fā)電廠房熱量平衡圖詳見附圖DF1026-3-001-E42-2。表2-1管徑計算表管道名稱溫度(℃)壓力(MP(a))流量(t/h)管徑義壁厚(mm)流速(m/s)材料主蒸汽4556.499.126325X1421.115CrMoG主給水1308.6140(t)133X88520G一級抽汽2951.576159X72520G二級抽汽232.30.616.074)219X62020三級抽汽105.90.128.124)377X833202.2主蒸汽系統(tǒng)(含旁路蒸汽冷凝系統(tǒng))余熱鍋爐過熱蒸汽集汽聯(lián)箱出口到汽輪機進口的蒸汽母管，以及從蒸汽母管通往各輔助設備的蒸汽支管均為主蒸汽管道。主蒸汽系統(tǒng)采用單母管制，鍋爐產(chǎn)生的主蒸汽通過一根母管由焚燒間送至汽機間,從主蒸汽母管上引出主蒸汽管道經(jīng)關斷閥分別接至汽輪機主汽門，進入汽輪機作功發(fā)電。主蒸汽管道的材料為15CrMoG,當汽輪發(fā)電機組故障檢修時，要求焚燒爐繼續(xù)焚燒垃圾，余熱鍋爐還將產(chǎn)汽,所以設置了旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用兩級減溫減壓。一級減溫減壓裝置的減溫水由給水母管引出，二級減溫減壓裝置的減溫水由凝結水母管引出。一級減溫減壓裝置布置在+7.00m運行層，二級減溫減壓裝置安裝在凝汽器喉部。正常運行時，一級減溫減壓裝置、二級減溫減壓裝置處于熱備用狀態(tài)，在汽輪機突然甩負荷或汽輪機故障停機時，自動關閉汽輪機主汽門，一級減溫減壓裝置、二級減溫減壓裝置迅速投入運行，過熱蒸汽經(jīng)旁路凝汽系統(tǒng)冷凝成凝結水，由凝結水泵送入除氧器。如果較短時間內(nèi)可以排除故障，則重新打開汽輪機主汽門，關閉旁路蒸汽冷凝系統(tǒng)，恢復正常運行。2.3主給水系統(tǒng)主給水系統(tǒng)范圍是由除氧器出水口到焚燒間余熱鍋爐省煤器給水集箱的進水口。設2臺60t/h的旋膜式中壓除氧器和3臺給水泵（1臺變頻）。低壓給水母管和高壓給水母管均采用單母管制，經(jīng)過除氧器除氧后的水由鍋爐給水泵加壓后送入鍋爐。給水泵技術參數(shù)如下：流量66nl3/h揚程930nl功率350kW臺數(shù)3臺除氧器水箱容積25m3,可滿足余熱鍋爐大約20n）in內(nèi)的給水要求。給水泵出口設有給水再循環(huán)管，返回除氧器。除氧器選用旋膜式中壓除氧器，主要技術參數(shù)如下：額定出力 60t/h運行壓力 0.17MPa設計壓力 0.23MPa工作溫度 13CTC水箱有效容積25m3臺數(shù) 2臺2.4抽汽系統(tǒng)汽輪機設有3級不可調(diào)抽汽。一級抽汽壓力供給焚燒爐空氣預熱器加熱一次風；二級抽汽供給除氧器用作加熱蒸汽；三級抽汽供低壓加熱器用汽?？諝忸A熱器和除氧器的加熱蒸汽除汽機抽汽外，均有相應壓力的減溫減壓器作為備用汽源。三級抽汽管道由汽輪機接到低壓加熱器的加熱蒸汽入口上。三級抽汽管道上均設有止回閥。除氧器加熱蒸汽進口管道上設有電動調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)除氧器的工作壓力。2.5凝結水系統(tǒng)被冷卻塔冷卻的循環(huán)水用循環(huán)水泵送入凝汽器作為冷源將排入凝汽器的蒸汽冷卻為凝結水。主凝結水系統(tǒng)將凝汽器熱井中的凝結水通過凝結水泵經(jīng)汽封加熱器和低壓加熱器預加熱后送至除氧器。每臺汽輪機設置2臺凝結水泵，1臺運行，1臺備用。每臺凝結水泵容量按汽輪機最大凝結水量120%選擇。每臺汽輪機配套設備技術參考如下：凝結水泵：型號6N6流量60m3/h揚程70nl功率37kW臺數(shù)2臺2.6抽真空系統(tǒng)每臺汽機抽真空系統(tǒng)由2套真空泵設備和管道組成。正常運行時1套真空泵就可以保持主凝汽器的真空。汽輪機停機而主蒸汽通過旁路減溫減壓器進入凝汽器冷凝時，汽機抽真空系統(tǒng)使凝汽器內(nèi)壓力保持在0.0067MPa(a)。真空泵為汽機廠配套。2.7化學補充水系統(tǒng)來自水處理間的化學補充水，一路經(jīng)流量計調(diào)整閥進入凝汽器熱井用于調(diào)節(jié)熱井水位；一路經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥進入除氧器，供系統(tǒng)啟動時補水和鍋爐補充水用；一路直接進入疏水箱，疏水箱的水位與疏水泵進行聯(lián)鎖控制，除氧器水箱的水位通過凝結水水流量調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)O2.8全廠疏放水系統(tǒng)全廠疏水進入設置的疏水箱、疏水擴容器、疏水泵。低壓設備和管道的凝結水或疏水、化學補充水直接進入疏水箱。壓力較高的設備和管道的疏水進入疏水擴容器擴容后進入疏水箱。當除氧器水箱水位自動調(diào)節(jié)失靈而水位過高時，將除氧器水箱里多余的水排至疏水箱。2.9工業(yè)水系統(tǒng)冷凝器、發(fā)電機空冷器、冷油器等由循環(huán)水冷卻，循環(huán)水接自發(fā)電廠房外的循環(huán)水供、回水母管，廠房內(nèi)循環(huán)水管徑為DN600。兩根DN250帶隔離閥門的管道作為冷油器和發(fā)電機空冷器的冷卻供、回水管道，分別連接主凝汽器循環(huán)水供、回水管道上。3化學水處理站本工程建設2臺500t/d垃圾焚燒鍋爐和2臺12MW高轉(zhuǎn)速凝汽式汽輪機和2臺15MW發(fā)電機組。本工程鍋爐和汽機均采用次中溫次高壓參數(shù)，鍋爐過熱器出口蒸汽壓力為6.4MPa,鍋爐蒸汽溫度為45CTC。鍋爐蒸汽減溫采用噴水減溫。水處理的原水為市政污水處理廠達標產(chǎn)水，由水道專業(yè)處理后供化學水處理站。本工程化學水處理站水處理工藝為“反滲透+EDI”系統(tǒng)，規(guī)模按系統(tǒng)出力為15t/h。根據(jù)鍋爐總蒸發(fā)量確定補給水量。機組啟動及事故損失 5.58t/h廠內(nèi)正常汽水循環(huán)損失 1.68t/h鍋爐排污損失 0.56t/h一、二次風加熱用汽損失 0.61t/hSCR加熱用汽損失 1.lt/h生活采暖用熱汽水損失 0.5SCR+SNCR系統(tǒng)用水 2.5總計 12.53t/h根據(jù)以上計算結果，本工程化水站出力為15t/h,滿足本項目建成后的全廠需求。為保證鍋爐補給水的pH值保持在8.5?9.2范圍內(nèi)，防止對金屬的腐蝕，在除鹽水泵出水口處設有自動加氨裝置。