乏汽綜合利用改造技術(shù)在300 MW直接空冷機(jī)組中的應(yīng)用分析

商繼鵬，陳淑琴

（1.山西瑞光熱電有限責(zé)任公司，山西 榆次 030600；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

乏汽綜合利用改造技術(shù)在300 MW直接空冷機(jī)組中的應(yīng)用分析

商繼鵬1，陳淑琴2

（1.山西瑞光熱電有限責(zé)任公司，山西 榆次 030600；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

山西瑞光熱電有限責(zé)任公司1號直接空冷機(jī)組利用乏汽綜合利用技術(shù)進(jìn)行了改造，有效提高了電廠冬季采暖期的供熱能力，增加了供熱面積，滿足了太原、晉中兩市的供熱要求，并為增設(shè)尖峰冷卻系統(tǒng)降低機(jī)組夏季運(yùn)行背壓奠定了基礎(chǔ)，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，有效提高了電廠的能源綜合利用效率。

乏汽改造；供熱能力；運(yùn)行背壓；節(jié)能降耗

0 引言

目前，我國是世界上最大的溫室氣體排放國之一，因此“節(jié)能減排”是我國“十二五”期間社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個核心問題。然而“節(jié)能減排”、保護(hù)環(huán)境的根本措施是提高能源利用率和減少余熱損失。對于火力發(fā)電廠而言，熱力系統(tǒng)的最大損失是冷端損失，直接空冷機(jī)組的冷端損失更是占到燃料總發(fā)熱量的40%以上，其乏汽熱量對于火力發(fā)電廠來說是廢熱排放，但對于僅需低品位熱源的建筑采暖而言，則構(gòu)成巨大的能源浪費(fèi)[1]。直接空冷機(jī)組在夏季運(yùn)行時，由于環(huán)境溫度較高導(dǎo)致運(yùn)行背壓高達(dá)30 kPa以上，甚至不能滿負(fù)荷運(yùn)行，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。如果直接空冷機(jī)組在冬季將乏汽的低溫余熱充分回收用于供熱，而在夏季利用濕冷系統(tǒng)冷卻乏汽有效降低運(yùn)行背壓，將大幅提高電廠的供熱能力和能源利用效率[2]，帶來巨大的節(jié)能效益、環(huán)保效益和社會效益。

1 乏汽綜合利用改造方案

山西瑞光熱電有限責(zé)任公司乏汽綜合利用改造工程考慮提高電廠冬季采暖期的供熱能力和降低機(jī)組夏季運(yùn)行背壓節(jié)能降耗兩方面工作，進(jìn)行乏汽余熱回收利用、夏季尖峰冷卻器及配套機(jī)力通風(fēng)塔系統(tǒng)改造。采用在1號機(jī)組熱網(wǎng)首站前加裝側(cè)向進(jìn)汽凝汽器，凝汽器面積兼顧冬季、夏季運(yùn)行工況；從空冷大排汽管道端部開孔，直接將汽輪機(jī)排汽中的一部分送入就近布置的濕冷凝汽器，利用電廠熱網(wǎng)循環(huán)水或夏季機(jī)力通風(fēng)塔循環(huán)水冷凝進(jìn)入其中的乏汽，剩余蒸汽仍通過空冷凝汽器冷卻，冷凝后的凝結(jié)水均自流進(jìn)入主機(jī)排汽裝置。

1.1 乏汽余熱回收改造

山西瑞光熱電有限責(zé)任公司額定設(shè)計供熱能力為698MW，折合供熱面積約1 269萬m2（采暖熱指標(biāo)按55W/m2計算），不能滿足太原、晉中的供熱需求。為此山西瑞光熱電有限責(zé)任公司擬進(jìn)行1臺機(jī)組的乏汽余熱回收改造，回收乏汽約150 t/h時，可增加供熱能力100 MW，增加供熱面積約181萬m2。1臺機(jī)組乏汽余熱回收改造項目實施后，山西瑞光熱電有限責(zé)任公司全廠供熱面積到達(dá)1 450萬m2，可以滿足太原、晉中兩市的供熱要求。

改造后利用凝汽器回收機(jī)組乏汽余熱將熱網(wǎng)循環(huán)回水從41.5℃加熱至49℃，接著通過1號機(jī)組基本熱網(wǎng)加熱器加熱至75℃。其中3 300 t/h的循環(huán)水直接供晉中熱網(wǎng)，剩余8 000 t/h的循環(huán)水通過2號機(jī)組尖峰熱網(wǎng)加熱器加熱至115℃供太原熱網(wǎng)。系統(tǒng)流程詳見圖1。

圖1 1號機(jī)組乏汽綜合利用流程

1.2 尖峰冷卻系統(tǒng)改造

采暖期過后，加裝的凝汽器可以作為尖峰冷卻器使用，但需要配套進(jìn)行機(jī)力通風(fēng)塔濕冷系統(tǒng)、循環(huán)水泵改造。山西瑞光熱電有限責(zé)任公司一期場地沒有布置尖峰冷卻器配套機(jī)力通風(fēng)塔及循環(huán)水泵的位置，擬將機(jī)力通風(fēng)塔及循環(huán)水泵布置在廠區(qū)擴(kuò)建端。根據(jù)現(xiàn)場熱網(wǎng)管道布置情況，計劃充分利用現(xiàn)有熱網(wǎng)管道充當(dāng)夏季尖峰冷卻器投運(yùn)時的循環(huán)水管道，從而降低成本。

1.3 改造方案的效果預(yù)計

通過實施上述改造方案，冬季能回收150 t/h乏汽，擴(kuò)大供熱能力100MW，如果在運(yùn)行中提高1號機(jī)組排汽壓力，可進(jìn)一步提升熱網(wǎng)循環(huán)出水溫度，乏汽余熱回收效果將更為顯著；夏季運(yùn)行背壓可由原來的35 kPa降至約20～25 kPa，降低幅度約 10～15 kPa。

2 資金投入及收益情況

2.1 方案資金投入情況

改造方案采用分步實施、分段投資，首先進(jìn)行1號機(jī)組乏汽余熱回收改造，加裝1臺凝汽器，投資約2 500萬元。然后進(jìn)行1號機(jī)組尖峰冷卻器配套機(jī)力通風(fēng)塔及循環(huán)水泵改造，投資約2 350萬元。兩項總投資4 850萬元。

2.2 節(jié)能量預(yù)算

2.2.1 供熱節(jié)能測算

1 號機(jī)組供熱改造后可回收乏汽余熱100MW，擴(kuò)大供熱面積181萬m2，年回收乏汽余熱85萬GJ，節(jié)煤2.9萬t。

2.2.2 夏季尖峰冷卻節(jié)能測算

夏季投入尖峰冷卻器系統(tǒng)機(jī)組背壓可降低 10～15 kPa，取 12.5 kPa。每 kPa對應(yīng)煤耗1.6 g/（kW·h），12.5 kPa折 20 g/（kW·h）。按一年尖峰冷卻器投運(yùn)4個月，機(jī)組負(fù)荷率為80%計算，單臺機(jī)組夏季發(fā)電量為7億kW·h；夏季因尖峰冷卻節(jié)約煤量1.4萬t。

2.3 工程經(jīng)濟(jì)性分析

工程靜態(tài)投資：4 850萬元。

年新增效益：2 150萬元（按標(biāo)煤單價500元/t計算）。

年新增成本：822萬元；

其中包括：大修費(fèi)：投資×2%=97萬元；

財務(wù)費(fèi)：4 850×6.5%=315萬元；

水費(fèi)：夏季耗水量為73萬m3，費(fèi)用為73×2.5＝183萬；

電費(fèi)：全年耗電量為576萬kW·h，費(fèi)用為576×0.393 7＝227萬。

年實現(xiàn)利潤：1 328萬元。

靜態(tài)回收投資年限：3.7 a。

2.4 資源綜合利用量及社會經(jīng)濟(jì)效益

本項目年可節(jié)約煤總量為4.3萬t。減少SO2排放量0.1萬t，減少CO2排放量9.93萬t，減少NO x排放量97.5 t，減少煙塵排放量0.08萬t，減排灰渣1.61萬t。

3 結(jié)束語

山西瑞光熱電有限責(zé)任公司對1號機(jī)組的乏汽供熱改造已經(jīng)完成，夏季尖峰冷卻改造正在進(jìn)行。通過改造有效提高了電廠的供熱能力，增加了供熱面積，滿足了太原、晉中兩市的供熱要求。夏季尖峰冷卻改造實施后可降低主機(jī)背壓10～15 kPa，進(jìn)一步提升機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。乏汽綜合利用改造技術(shù)使山西瑞光熱電有限責(zé)任公司的能耗水平、污染物排放水平明顯降低，能源綜合利用效率有效提高，收到了很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，為進(jìn)一步提高直接空冷機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平提供了新途徑。

［1］ 陳東，謝冬梅，李心剛.電廠余熱資源的有效利用［J］.節(jié)能與環(huán)保，2006（4）：32-34.

［2］ 鄭體寬.熱力發(fā)電廠 ［M］.北京:中國電力出版社，1997：126-134.

Application of Exhausted Steam Com prehensive Utilization Technology on 300MW Direct Air Cooling Unit

SHANG Ji-peng1，CHEN Shu-qing2
（1.Shanxi Ruiguang Thermal Power Co.，Ltd.，Yuci，Shanxi 030600，China;2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Exhausted steam comprehensive utilization technology was adopted for No.1 directair cooling unit to be transformed in Ruiguang Thermal Power Plant,which effectively improved the heating capacity of the power plant in winter heating period，and heating areawas increased，which canmeet the requirements for Taiyuan and Jinzhong.Besides，it laid the foundation for adding aiguille cooling system in summer to reduce unit operating back pressure so as to be energy-saving and consumption-reduced.To conclude，the comprehensiveefficiency ofpowerplant'senergy usewas improved.

exhausted steam utility technology transformation；heating capacity；operating back pressure；energy saving and consumption reduction

TK175

B

1671-0320（2014）03-0063-03

2014-02-12，

2014-03-20

商繼鵬（1972-），男，山西陽泉人，2009年畢業(yè)于中北大學(xué)熱能動力專業(yè)，工程師，從事電廠技術(shù)管理工作；陳淑琴（1972-），女，山西應(yīng)縣人，2008年畢業(yè)于山西大學(xué)工程學(xué)院熱能動力專業(yè)，工程師，從事火電廠節(jié)能工作。