能够实现节能节水安全运行。 电站锅炉暖风器节能优化控制系统简介 系统构成 图电站锅炉暖风器节能优化控制热力系统图 供汽调节阀 暖风器 疏水箱 疏水泵 除氧器 凝汽器 疏水器去除氧器疏水方式 去凝汽器疏水方式热井 疏水调节阀 图电站锅炉暖风器节能优化汽侧水侧双调节示意图 图控制框图 空预器金属壁温测量 通过直接测量冷端金属壁温，取得真实的冷端金属壁温最低温 空预器金属壁温 传感器数据采集发射器 传感器数据接收装置 控制装置 控制反馈信号 控制指令信号 触摸屏 调节阀 换热管 出风 进风 疏水阀疏水出口 蒸汽进口 调节阀 以空预器金属壁温为被调量 以暖风器疏水温度为被调量度信号。通过传感器无线数据采集系统采集最低温度信号送系统 作为被调量。 传感器无线数据采集系统 传感器数据采集发射部分由传感器温度传感器信号处理 部分微处理器和无线发射电路组成 数据接收部分由无线接收电路微处理器和显示部分组成，在 微处理器控制下接收无线电传来的数据。当组格式数据接收完毕 后，由接收电路里的解码器对格式数据进行解码，获取环境当前的温 度信息，进行处理判断 炉右次风暖风器 出口风温 炉右送风机暖风器 出口风温 炉右送风机暖风器 出口风温 炉右暖风器疏水温度 炉右暖风器疏水温 度 炉右侧暖风器疏水 调节门开度 炉右侧暖风器疏水 调节指令 炉右侧暖风器蒸汽 调节门开度 炉右侧暖风器蒸汽 调节指令 炉右次风暖风器 疏水温度 炉右次风暖风器 疏水温度 炉右次风暖风器 疏水温度 前言 项目名称锅炉暖风器供汽及疏水系统节能优化控制 二项目性质合同能源管理项目 三可研编制人 四项目负责部门 五项目负责人 二项目提出的背景及改造的必要性 项目提出的背景 目前国内电站锅炉为避免锅炉尾部受热面的低温腐蚀，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。 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。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 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,器疏水箱疏水泵除氧器的方式以下简称为去除氧器 方式节能优化运行，会出现保护 过度等现象在汽侧调节的控制模式下，采用去除氧器疏水方式， 使得疏水系统问题频出，大量疏水不能得到回收，只能排放，丢失大 量除盐水。 二进行技术改造的必要性 目前暖风器的控制方式采用暖风器入口侧蒸汽调节方式，暖风 器出口疏水门全开。 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。这种调节方式是会造成部分蒸汽在暖风器内没有凝结就排到疏 调节阀 换热管 出风 进风 疏水阀 疏水出口 蒸汽进口 以空预器金属壁温为被调量水箱，蒸汽的凝结热没有充分利用二是排到疏水箱内的疏水温度在 之间，热量没有得到充分利用三是不能真正根据空气 预热器金属温度进行合理控制，为防止暖风器发生冻害，都采用过调 方式，造成蒸汽的浪费四是的疏水排到除氧器，会 造成有温差的换热损失。 表目前暖风器设计参数 序号名称项目单位数据备注 次风暖 风器 型号Ⅲ 数量组 换热面积 蒸汽消耗量台 工作压力 工作温度 二次风暖 风器 型号Ⅲ 数量组 蒸汽消耗量台 换热面积 工作压力 工作温度 三需要通过技术改造解决哪些问题。 通过暖风器改造解决了以下问题是通过加装疏水侧调节方 式，降低了疏水温度，使暖风器疏水热量得以充分利用二是通过实 时检测空气预热器冷端温度，及时调整进汽量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。 文图两种疏水系统方式 目前采用的就是去除氧器方式。 去除氧器疏水方式存在的问题 缺点是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 供汽调节阀 暖风器 疏水箱 疏水泵 除氧器 凝汽器 疏水器去除氧器疏水方式 去凝汽器疏水方式热井求有定的高度形成压头。疏水箱属于压力容器还要有定的容积进 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。 缺点二是故障环节多，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。 缺点三是维修量大，暖风器控制方式采用了汽侧调节，即通过调 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 对疏水器要求高，疏水系统容易出现故障。 图汽侧调节示意图 有研究成果表明，不合理的出口风温将使机组发电煤耗增加 ，现有的传统控制方式不能实现风器工作压力 范围 供热蒸汽大气 压 供热蒸汽大气压 调解方式调节压力改变饱和 传热温度 调节压力改变饱和传热温度 表面传热温度下 限 小于，可自行设定 自动疏水器工况全程正常工作背压除最大负荷调节阀全开时正常工作为凝汽器负压情况 下 阻止蒸汽逸出，其它时间处于失效状 态 对暖风器振动影 响 疏水器不允许冷凝 水积存，振动最小 疏水量可控 对暖风器泄漏的 影响 无积水无腐蚀延 长寿命 无振动无水击不 会开裂 无振动无水击不会开裂 对暖风器热应力 的影响 过热蒸汽释放潜热 后转为饱和蒸汽，温 差小所以热应力低 过热蒸汽释放潜热后转为饱和蒸汽， 温差可控 安全隐患在调解过程中应力 始终低于供汽压力， 有利于减少应力破 坏和金属疲劳 在调解过程中应力始终低于供汽压 力，有利于减少应力破坏和金属疲劳 对暖风器冻结的 影响 暖风器无积水且最 低温度为，在 暖风器积水温度可设定寒冷地区也不会结 冻 四节能效益分析 热能利用率的分析，采用蒸汽侧调节，暖风器的疏水温度为相应 工作压力下的饱和温度，而疏水侧调节可以使暖风器的疏水温度最低 可接近暖风器出风温度，大大低于相应工作压力下的饱和温度。由于 进汽热源相同，疏水温度低则意味着单位工质的放热量大。按照目前 暖风器供汽参数为压力，温度，疏水温度， 改造后供汽参数不变，疏水温度可降低至，热能利用率提高 ，可使暖风器蒸汽消耗量减蒸汽 锅炉右侧暖风器检测与控制 金属壁温 注左右侧以图纸区分 炉左侧空气预热 器 左侧 次风暖 风器 左侧送风机 暖风器 左侧送风机左侧次风机 疏 水 左侧排 烟温度 疏水温 度 出口风温 出口风温 蒸 汽 锅炉左侧暖风器检测与控制 金属壁温 注左右侧以图纸区分 左次风暖风器 左二次风暖风器 热电阻安装位置 右次风暖风器右二次风暖风器 测点清单 序号测点名测点名称信号属性 炉右侧空预器金属 壁温 炉右侧空预器金属 壁温 炉右排烟温度 炉右排烟温度 炉右次风暖风器 出口风温少，按照冬季个月投暖风 器，供暖期双机运行计算，每小时可节约用汽量吨，全年降低供电 煤耗，节约标煤量吨。 系统耗电分析，改造后疏水可直接回收至凝汽器，减小了疏水泵 耗电，疏水泵电机功率为，两台炉全年节约用电， 降低供电煤耗，节约标煤吨。 此两项全年合计节约标煤吨，按照目前标煤单价元 吨测算，全年效益万元。五项目主要内容 改造包括如下内容 暖风器抽汽与疏水系统更改 右侧暖风器检测与控制 左侧暖风器检测与控制 新加暖风器疏水温度检测 暖风器控制测点清单 次设备清单 二次设备清单 电缆清单 电缆清单 控制系统原理图 触摸屏画面 控制柜 蒸汽 炉暖风器抽汽与疏水系统更改 至右侧暖风器 至左侧暖风器 自右侧暖风器疏水自左侧暖风器疏水 暖风器疏水箱 注虚框内为后加设备 炉右侧空气预热器 右侧 次风 暖风器 右侧送风机 暖风器 右侧 送风机 右侧 次风机 疏水 右侧