応用機械工学ジャーナル

概要

3 × 135 MW 石炭火力発電所の高圧および低圧給水加熱器の性能評価とオフ設計分析

ジェイムソン・R・アルメディージャ、レオネル・L・パビロナ、エリセオ・P・ビジャヌエバ

高圧ヒーター 2 台 (HPH1 および HPH2)、脱気装置給水タンク 1 台 (DEA)、および低圧ヒーター 4 台 (LPH4、LPH5、LPH6、および LPH7) で構成されるシステム。この研究の目的は、ASME PTC 12.1 を使用して、各ユニットの再生給水ヒーター (密閉型と開放型の両方) の全負荷時の性能評価と、5% 負荷間隔でのヒーター オフ設計条件の分析を行うことです。ヒーターのオフ設計条件は、ユニットが低負荷またはディレーティングのときに複数回発生し、プラントの全体的な効率に影響を与える可能性があります。負荷、抽出蒸気圧、ヒーター ドレン温度、ヒーターの入口および出口給水温度などの必要なパラメーターは、中央制御室 (CCR) ステーションの分散制御システム (DCS) で収集されました。蒸気およびドレン エンタルピーなどのその他の必要なデータは、CATT 3 ソフトウェアまたは蒸気テーブルを使用して収集されました。稼働中の各ユニットでランダムな日付に 5 つのテストが収集されました。温度端末差 (TTD)、ドレン クーラー アプローチ (DCA)、ヒーター全体の温度上昇 (TR) などのデータ結果機能は、各ヒーターの性能を判断および評価するために使用される指標です。追加の性能検証のために、抽出蒸気流量要件も計算されました。最大負荷での評価結果では、ユニット No.2 HPH1 と HPH2 の TTD (それぞれ 4.35°C と 3.39°C) と DCA (それぞれ -0.37°C と 14.68°C) が低く、TR (21.97°C と 46.94°C) が高く、非常に良好でした。結果はまた、低圧ヒーターが最終段ヒーター (LPH4 から LPH7) に進むにつれて、すべてのユニットで TTD が増加することを示しました。ユニット 1 で最高 TTD (49.86°C) と最低 TR (2.95°C) が観測されましたが、これは非常に警戒すべきことであり、全負荷時でも設計が間違っていることを示しています。 5% 負荷間隔での最小負荷と最大負荷の範囲は、HPH1 と HPH2 (TTD と TR) が負荷に比例するのに対し、LPH4 と LPH5 (TTD) はすべてのユニットで負荷調整に反比例することを示しました。ユニット 1 と 2 の最終段ヒーター LPH7 は、どの負荷でも TR が約 4°C しか維持されず、負荷調整中にパフォーマンスが低下したことは、設計外の状態を示しています。MATLAB R2013A を使用して、各ヒーターの TTD、DCA、TR、抽出蒸気流量要件について非線形回帰の数学的アプローチもシミュレートし、他の研究者やパフォーマンス エンジニアが将来のフレームワークで使用できるようにしました。このように、再生給水ヒーターの性能に関するテストの結果は、最終段ヒーターが設計外になることがほとんどであり、高圧ヒーターが最も効率的であることを証明しています。最後に、評価結果に基づいて、機器の故障を防ぐために最終段のヒーターを検査または改善し、ヒーターの劣化や改善を監視するために再生給水ヒーターのより定期的なプラントパフォーマンスを実施することを推奨します。