國內(nèi)首家350MW超臨界機組熱電廠供熱優(yōu)化調(diào)整

【摘要】電力是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，隨著科學(xué)的發(fā)展，社會的進步，大容量、高參數(shù)機組已經(jīng)成為發(fā)電企業(yè)的主力；對于北方來講，供熱是涉及民生的政治任務(wù)，超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)機組以其高效節(jié)能、安全穩(wěn)定的特點逐漸成為北方發(fā)電行業(yè)的新型主力機組。對于地處吉林省的供熱機組，冬季供熱期主要面臨的是低電負荷、高熱負荷的困難，本文主要介紹國內(nèi)首家350MW超臨界供熱機組熱電廠在供熱期實際運行中提高供熱能力的運行調(diào)整經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】超臨界；供熱；熱網(wǎng)循環(huán)水；負荷

1、概況

某廠地處吉林省長春市，機組為國內(nèi)首臺350MW超臨界供熱機組，兩臺機組主要承擔(dān)長春市鐵北地區(qū)、長春西北部長農(nóng)公路及長白公路出口和農(nóng)安縣合隆鎮(zhèn)地區(qū)的冬季采暖供熱，設(shè)計供熱面積為1200萬平方米。

吉林省發(fā)電機組總裝機容量近22000MW，正常用電量600--680萬kw.h，用電高峰時段約800萬kw.h，夜間用電低谷時段不足450萬 kw.h；且供熱機組多。針對發(fā)電和供熱的矛盾，作為國內(nèi)首家350MW超臨界供熱機組，某廠運行人員不斷摸索，在電負荷不額外增加前提下提高供熱能力。

2、供熱調(diào)整

2.1主要設(shè)備規(guī)范

汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的CLN350-24.2/0.4/566/566型超臨界、單軸、雙缸、雙排汽、一次中間再熱、雙抽凝汽式汽輪機。熱網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計安裝4臺板式換熱器。熱網(wǎng)加熱蒸汽采用單元制方式。供熱采用在中低壓導(dǎo)汽管加裝的供熱蝶閥控制方式，加熱蒸汽取自機組五段抽汽，每臺機組設(shè)計額定抽汽量480t/h，設(shè)計供熱出口水溫135℃，市內(nèi)回水溫度65℃。系統(tǒng)配置6臺熱網(wǎng)循環(huán)泵，4運2備，額定循環(huán)水量9000t/h。

2.2運行調(diào)整

機組供熱能力和機組電負荷有直接關(guān)系，電負荷高供熱能力強，電負荷低供熱能力弱。冬季供熱期，某廠雙機運行，受吉林省電網(wǎng)限制，電負荷低，但供熱需求量大，電負荷過低抽汽供熱又會影響機組安全。

2.2.1利用白天電負荷高階段進行蓄熱

某廠一次網(wǎng)最遠端距廠內(nèi)供熱首站25公里，一次網(wǎng)蓄水量50000噸。熱網(wǎng)循環(huán)水11—12小時循環(huán)一次。利用這一特點某廠利用白天機組電負荷高階段進行熱網(wǎng)循環(huán)水蓄熱。

供熱中期正常熱網(wǎng)供水溫度90—95℃，回水溫度42—48℃。某廠雙機運行，夜間晚峰過后，兩機組總負荷降360MW左右，隨著機組電負荷降低，供熱能力下降，如回水溫度仍在42—48℃，供水溫度只能維持在80—85℃，不能滿足供熱需求。而白天兩機組電負荷一般都大于210MW，供熱能力較強，經(jīng)過與熱力集團（熱用戶）商定后，決定利用高負荷階段提高熱網(wǎng)供水溫度至105℃，這樣，當(dāng)夜間熱網(wǎng)回水溫度提高至52℃以上。雖然機組電負荷低，供熱能力差，由于回水溫度較原來提高了10℃，供水溫度也可提高至90℃，有效滿足了熱用戶需求。

2.2.2調(diào)整熱網(wǎng)加熱器水位

某廠四臺板式熱網(wǎng)加熱器，可控水位為400—2200mm。當(dāng)汽側(cè)水位降低時，汽空間增大，汽水換熱面積增加，換熱能力增強，將汽側(cè)水位由1700mm降至600mm相同工況下疏水溫度降低4℃，熱網(wǎng)循環(huán)水溫度得到提高，供熱能力增強。

2.2.3對熱網(wǎng)加熱器進行反沖洗

板式加熱器投運一個半月后，加熱器進出口壓差升高0.25MPa以上，利用環(huán)境溫度回升機會，征得熱力集團同意，停運單臺機組熱網(wǎng)系統(tǒng)汽側(cè)，進行板式加熱器的反沖洗工作，反洗后加熱器進出口壓差恢復(fù)正常值，加熱器通水流量上漲240t/h，同時加熱器加熱能力得到了提高，相同抽汽量循環(huán)水溫升比反洗前上漲0.4℃。

2.2.4利用輔汽向熱網(wǎng)加熱器提供輔助汽源

當(dāng)機組白天和晚間電負荷都低，夜間熱網(wǎng)供水溫度不能滿足需求時，投運輔汽汽源，可將熱網(wǎng)循環(huán)水溫度提升4℃。

3、系統(tǒng)優(yōu)化

3.1加裝管式加熱器

板式換熱器對熱網(wǎng)循環(huán)水水質(zhì)要求很高，在熱網(wǎng)大量補水時無法控制水質(zhì)，由于水質(zhì)很難保證，不僅易造成板片腐蝕，還經(jīng)常堵塞板片通道，容易造成泄漏。某廠兩臺機組熱網(wǎng)系統(tǒng)分別于2010年1月8日和10月25日投入運行。運行以來多次發(fā)生板式加熱器泄漏，造成熱網(wǎng)系統(tǒng)帶病運行，導(dǎo)致供熱能力下降，隨著某廠供熱面積不斷加大，冬季采暖供熱和機組安全穩(wěn)定運行工作壓力不斷增加。經(jīng)研究決定，每臺機組增設(shè)一臺管式換熱器。

3.2疏水改造

由于此前沒有熱電廠管式加熱器和板式加熱器并列運行先例，某廠熱網(wǎng)系統(tǒng)管式加熱器和板式加熱器并列運行時發(fā)生疏水管道和疏水箱振動現(xiàn)象。經(jīng)分析原因為兩種熱網(wǎng)加熱器疏水溫度偏差大，管式加熱器疏水溫度95—110℃，板式加熱器疏水溫度60—70℃。我提出將管式加熱器疏水管道加長至疏水箱底部，末端加裝水平管道，在水平管道上均勻鉆孔，這樣溫度高的管式加熱器疏水就均勻分配到疏水箱內(nèi)。

2012年度采暖期，疏水系統(tǒng)改造后運行，振動現(xiàn)象完全消失，提高了熱網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3.3增設(shè)反沖洗系統(tǒng)

熱網(wǎng)一次網(wǎng)系統(tǒng)龐大，且市區(qū)每年都進行管網(wǎng)檢修和改造，熱網(wǎng)循環(huán)水中不可避免的進入泥沙等雜物。某廠板式加熱器水側(cè)板片間隙小，循環(huán)水雖經(jīng)過濾網(wǎng)，仍有細沙、細泥進入加熱器，并逐漸淤積，堵塞加熱器通流間隙，減少加熱器通水量，影響加熱器換熱能力。

3.4增設(shè)輔助蒸汽汽源

某廠供熱面積較大，采暖期正常雙機運行，但由于設(shè)備原因等特殊情況單機運行時，供熱能力減半，為最大限度減少單機運行對供熱的影響，每臺機組熱網(wǎng)系統(tǒng)增加一路輔汽汽源。單機運行時可向鄰機提供輔汽，輔汽可以向熱網(wǎng)加熱器提供加熱汽源，加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，提高了單機運行時的供熱能力。