關(guān)于中壓熱電機(jī)組采用高壓抽汽機(jī)組迭置技術(shù)改造的探討

摘 要：高壓迭置改造中壓熱電廠可提高節(jié)能效益，增加發(fā)電能力與供熱能力，降低造價(jià)和縮短建設(shè)周期，充分利用老廠的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：改造 能源利用率 探討

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）011-036-02

90年代初期，由于全國(guó)各地經(jīng)濟(jì)建設(shè)的突飛猛進(jìn)造成各用熱用電企業(yè)的熱能電能嚴(yán)重供應(yīng)不足，各企業(yè)都想盡辦法進(jìn)行老廠擴(kuò)建或進(jìn)行老廠改造。現(xiàn)根據(jù)其中典型的工程實(shí)例，詳細(xì)論述中壓熱電機(jī)組采用高壓抽汽機(jī)組迭置技術(shù)改造后的能源利用率。

1 改造前熱電廠機(jī)組狀況

（1）汽輪機(jī)組：兩臺(tái)12MW抽凝機(jī)，兩臺(tái)6MW背壓機(jī)，具體參數(shù)如表1。

（2）鍋爐：五臺(tái)65T/H煤粉爐，具體參數(shù)如表2。

（3）機(jī)組汽平衡表，具體參數(shù)如表3。

2 改、擴(kuò)建原因

根據(jù)統(tǒng)計(jì)及計(jì)算，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為：年加權(quán)平均熱負(fù)荷為334 t/h，冬季最高熱負(fù)荷為501.35 t/h，冬季平均熱負(fù)荷為414.1 t/h，夏季平均熱負(fù)荷為276.8 t/h。供熱蒸汽壓力為0.98～1.27MPa。原機(jī)組供熱能力為198 t/h，這樣缺口負(fù)荷為：年加權(quán)平均熱負(fù)荷為136 t/h，冬季平均熱負(fù)荷為216.1 t/h，夏季平均熱負(fù)荷為78.8 t/h。

熱電廠經(jīng)過前期工程建設(shè)后，鍋爐容量已不能滿足四臺(tái)中溫中壓汽輪機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行。缺口負(fù)荷為50.43 t/h。

而在供電能力方面，因嚴(yán)重缺電而制約了當(dāng)?shù)貒?guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3 擴(kuò)建方案

根據(jù)擴(kuò)建場(chǎng)地條件及以熱定電、熱電結(jié)合的原則擬定方案如下：

方案一：采用高壓迭置。

方案二：獨(dú)立高壓抽汽機(jī)。

具體參數(shù)如表4。

對(duì)于方案一，雙抽機(jī)的一段工業(yè)抽汽作為中溫中壓機(jī)組的入口蒸汽。這樣相當(dāng)于多了一臺(tái)中溫中壓鍋爐，使得老廠四臺(tái)中溫中壓汽輪機(jī)組可以同時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行。新老鍋爐的額定蒸發(fā)量略有富裕，全廠汽平衡狀態(tài)良好。機(jī)組對(duì)外供熱為363T/H。與熱負(fù)荷年加權(quán)平均值334T/H相平衡。在冬季工況下，機(jī)組額定供熱能力略顯不足，此時(shí)可通過減溫減壓器供鍋爐富裕蒸汽86.2T/H。

對(duì)于方案二，三期工程以獨(dú)立形式建成并投運(yùn)。中溫中壓機(jī)組的蒸汽平衡為-50.43 T/H。高溫高壓蒸汽的富余量與方案一相當(dāng)。全廠供熱能力為428T/H，滿足冬季平均熱負(fù)荷的需求，在冬季最高熱負(fù)荷時(shí)，可通過減溫減壓器供鍋爐富裕蒸汽62.7T/H。夏季需降負(fù)荷運(yùn)行。

由于方案一雙抽機(jī)的一段工業(yè)抽汽可帶一臺(tái)背壓機(jī)（中溫中壓）運(yùn)行，方案一的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均優(yōu)于方案二，發(fā)電能力高于方案二，鍋爐的最低負(fù)荷率也低于方案二。且方案一投資略省。因此推薦方案一，即高壓迭置系統(tǒng)。

4 高壓迭置系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）高壓汽輪機(jī)的第一段中壓抽汽4.12 MPa、435℃補(bǔ)充原鍋爐容量的不足。

（2）在滿足各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)的條件下，高壓機(jī)組和中壓機(jī)組都完全獨(dú)立運(yùn)行，僅把高壓機(jī)組抽汽供給中壓機(jī)組的主蒸汽對(duì)高壓機(jī)組而言視為抽汽對(duì)外供熱、而對(duì)中壓機(jī)組而言視為鍋爐所提供的主蒸汽。

（3）根據(jù)《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50049-2011中13.10.2的規(guī)定：裝有抽汽式汽輪機(jī)或背壓式汽輪機(jī)的熱電廠，應(yīng)按生產(chǎn)抽汽或排汽每種參數(shù)各裝設(shè)一套備用減溫減壓器裝置，其容量等于最大一臺(tái)汽輪機(jī)的最大抽汽量或排汽量。這樣可使中壓汽輪機(jī)不會(huì)因高壓汽輪機(jī)事故停機(jī)時(shí)而受到影響。

（4）為保證安全，除高壓汽輪機(jī)在中壓抽汽管路上串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)抽汽止回閥外，還根據(jù)《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)反措》9.1.10中要求的：抽汽機(jī)組的可調(diào)整抽汽逆止門應(yīng)嚴(yán)密、連鎖動(dòng)作可靠，并必須設(shè)置有能快速關(guān)閉的抽汽截止門，以防止抽汽倒流引起超速。

5 高溫高壓汽輪機(jī)迭置改造中溫中壓汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

5.1 提高了經(jīng)濟(jì)效益

（1）提高了循環(huán)熱效率。在蒸汽量不變、蒸汽終參數(shù)不變的條件下，供電標(biāo)煤耗率由300～400g/kw.h可降至250～335g/kw.h，節(jié)約50～65g/kw.h。全廠熱效率可大幅提高。

（2）降低了供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率。因高壓煤粉鍋爐熱效率比中壓煤粉爐熱效率高約5%，則供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率由41.8kg/GJ降至39.5kg/GJ，每吉焦節(jié)標(biāo)煤2.3kg。

5.2 增加了發(fā)電能力與供熱能力

（1）增加了發(fā)電能力。由于蒸汽初參數(shù)從中溫中壓提高至高溫高壓，如終參數(shù)不變，一公斤新蒸汽可多做功～0.53kw.h/kg。如每小時(shí)新蒸汽流量為415T/H，則每小時(shí)多發(fā)電能219950 kw.h，年發(fā)電量和供電量大幅提高。

（2）增加了供熱能力。CC50-8.83/4.12/1.47機(jī)組一段抽汽（額定/最大）75/220 T/H，二段抽汽（額定/最大）120/200 T/H。按本期全迭工程工況，除一段抽汽用作中溫中壓汽輪機(jī)組發(fā)電后還可供熱外，二段抽汽均作供熱之用。

5.3 降低造價(jià)和縮短建設(shè)周期

（1）老廠主要設(shè)備和附屬設(shè)備均可利用。

（2）本期擴(kuò)建2X220 T/H鍋爐和1X CC50-8.83/4.12/1.47汽輪機(jī)?？偼顿Y為4.04億元。單位投資為8080元/kw.h。但是實(shí)際上總發(fā)電量大于50+9.5MW，所以單位投資少于6789元/kw.h，比新建熱電廠投資省。

（3）因原有中壓電廠的化學(xué)水、生活水、輸煤、壓縮空氣、疏水等公用系統(tǒng)可以部分利用部分?jǐn)U建，金屬實(shí)驗(yàn)室；鍋爐、汽輪機(jī)、熱控、輸煤、電氣、化水等各檢修設(shè)備間；綜合辦公樓；廁所和浴室等公用建筑（構(gòu)筑物）可合并利用，然后根據(jù)《火力發(fā)電廠試驗(yàn)、修配設(shè)備及建筑面積配置導(dǎo)則》DL/T5004-2010中規(guī)定的輔助建筑面積，采取不足部分進(jìn)行擴(kuò)建，因此可縮短擴(kuò)建電廠建設(shè)周期。

5.4 可充分利用老廠的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)

新建熱電廠需要一批技術(shù)工人和技術(shù)管理人員，這些人員必須經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)達(dá)到一定要求方能上崗。而老廠改、擴(kuò)建可利用老廠原有的技術(shù)力量帶動(dòng)新生力量即“以老帶新”和一套成熟的管理經(jīng)驗(yàn)，使新擴(kuò)建的高壓熱電廠快速投運(yùn)并實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

6 結(jié)論

（1）我國(guó)改革開放初期，投產(chǎn)了一大批中溫中壓熱電廠，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展所伴隨的熱負(fù)荷的增長(zhǎng)，以及技術(shù)的進(jìn)步，改、擴(kuò)建這些中溫中壓熱電廠機(jī)組成為必然。

（2）有較好的環(huán)境效益。熱電廠供熱能力的大幅提高即使用集中熱電聯(lián)產(chǎn)供熱，替代各用熱企業(yè)大量小容量鍋爐，不僅可以有效地節(jié)約能源，而且還可以極大的改善環(huán)境質(zhì)量。這也符合國(guó)家和各地方政府制定的環(huán)境保護(hù)總體政策和精神。

（3）選擇 CC50-8.83/4.12/1.47高溫高壓汽輪機(jī)組作為原中溫中壓汽輪機(jī)組的前置機(jī)，實(shí)現(xiàn)高壓迭置是變中壓熱電廠為高壓熱電廠較為合理的一種技改措施，在有條件的地方值得大力推廣。熱力系統(tǒng)緊密相連，可提高發(fā)電出力和供熱能力。大大降低全廠供熱煤耗率和供電煤耗率。因此，它是一種提高能源利用率的技術(shù)改造措施之一。在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50049-2011[S].

[2] 防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)反措[S].