永煤控股熱電廠1#機低真空供熱技術(shù)改造的可行性分析

摘 要：結(jié)合永煤控股熱電廠實際情況，提出采用低真空供熱技術(shù)對原供熱技術(shù)進(jìn)行改造，并就低真空供熱技術(shù)改造方案實施的可行性分析和應(yīng)注意的問題進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：技術(shù)改造；低真空；汽輪機；供熱

節(jié)能減排是保證國家的實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展的一項重要方針措施，隨著人們對環(huán)境和能耗的要求日益提高，節(jié)能減排是我國企業(yè)發(fā)展必須路線。我國大量中小型機組的能源利用率較低，僅為25%～40%，其他的熱量就白白損失掉了，損失中最大的就是凝汽器的冷源損失，約為總損失量的60%，大量熱量被循環(huán)冷卻水帶走，造成循環(huán)熱效率偏低。近年來低真空供熱技術(shù)不斷完善提高，一些中小機組如果采用低真空供熱技術(shù)，凝汽器采用低真空運行，用溫度較高的循環(huán)水直接供給熱用戶，就大大的提高了全廠的熱效率，可將能源利用率提高到70%左右，是實現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。

1 熱電廠供熱技術(shù)改造背景

永煤控股熱電廠是永煤集團(tuán)旗下的自備電廠，電廠裝機容量為4×25MW，主要任務(wù)是保證集團(tuán)公司煤礦用電，2#和4#機為可調(diào)整抽汽機組，1#和3#機為不可調(diào)整抽汽機組，其中2#和4#機設(shè)計共用一個涼水塔。由于礦區(qū)用電壓力不大，全年大部分時間3臺機運行，由于2#和4#機設(shè)計共用一個涼水塔，環(huán)境溫度較高時如果同時運行則凝汽器真空不能保證，所以冬季供熱時采用2#3#4#機運行，其余時間1#、3#和4#機運行。隨著城市建設(shè)的擴大和不斷完善，供熱面積也隨之不斷加大，冬季供暖一臺機組供熱已經(jīng)出現(xiàn)明顯不足，出現(xiàn)供熱溫度經(jīng)常達(dá)不到供熱公司要求溫度。在供熱期間需要大量的加熱氣源加熱熱網(wǎng)循環(huán)水，這樣就需要很大一部分高品位蒸汽，造成電負(fù)荷下降，增大了全廠的煤耗率。

2 熱電廠供熱技術(shù)改造方案的確定

2.1 技術(shù)改造方案的提出

鑒于熱電廠供熱問題，經(jīng)研究決定采用低真空運行循環(huán)水供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱技術(shù)改造，通過該技術(shù)改造的實施不但能降低冷源損失，還能節(jié)省很大一部分高品位的蒸汽，對于提高全廠經(jīng)濟(jì)效益也有較大的幫助。機組改造后采取低真空循環(huán)水供熱時，汽輪機組無需大規(guī)模改造，只需將凝汽器循環(huán)冷卻水的入口及出口管接入供熱系統(tǒng)。為保證凝汽器低真空安全運行，正常情況下水側(cè)壓力不能超過0.2MPa，熱網(wǎng)回水溫度一般低于50℃。熱網(wǎng)供水在60℃、回水溫度在50℃左右比較合理。機組采用低真空運行時，只是汽輪機組變工況下運行，對汽輪機本體并沒有改動，但凝汽器在低真空運行期間，由于真空較低，汽輪機組的發(fā)電量受供熱量直接影響，發(fā)電熱耗也會增加，但由于自備電廠供電壓力較小，發(fā)電量不是重點考慮因素。但如果能合理確定供熱面積，這對低真空運行汽輪機組的經(jīng)濟(jì)運行影響很大。

2.2 低真空供熱改造可行性分析

根據(jù)對機組對比分析，1#機組為1988年建造，已運行20余年，目前運行穩(wěn)定，該機組為非調(diào)整抽汽機組，供熱流量有限，并且距離供熱設(shè)備距離最近，符合改造條件，可對1#機組進(jìn)行低真空供熱改造。

1#汽輪發(fā)電機組主要技術(shù)參數(shù)：

型號：FC25-3.43/0.49型；

設(shè)計排氣壓力：不低于87kpa，排氣溫度53℃左右；

實際運行中夏季存在排氣溫度偏高現(xiàn)象，最高在56℃左右。

永煤控股熱電廠設(shè)計為自備電廠，主要為礦區(qū)用電供電，全年基本三臺機運行，礦區(qū)供電壓力較小，1#機可采用供熱時期投入運行，其余時間停運的運行方式，機組運行可根據(jù)供熱量大小調(diào)整負(fù)荷。改造后機組可不用涼水塔運行，原1#冷水塔可改造為2#機用，這樣2#和4#機可全年同時穩(wěn)定運行，不再擔(dān)心凝汽器真空問題，也可保留1#機原循環(huán)水系統(tǒng)方便進(jìn)行切換運行。

采暖期汽機低真空循環(huán)水供熱運行，用凝汽器取代熱網(wǎng)加熱器使用，利用機組排汽（參數(shù)為凝汽器真空80kp、排氣溫度60℃左右）加熱采暖供熱循環(huán)水，在供暖高峰期或供暖溫度偏低時可用原熱網(wǎng)加熱器作為尖峰加熱器使用，這樣原供熱系統(tǒng)可保留使用，供熱時根據(jù)用戶需要調(diào)整負(fù)荷，當(dāng)供熱量較大時投入尖峰加熱器運行，保證凝汽器進(jìn)出口溫差在合理范圍內(nèi)。當(dāng)機組出現(xiàn)事故需要停機時可設(shè)置旁路系統(tǒng)隔離運行，用原供熱系統(tǒng)不間斷供熱，保證供熱的連續(xù)性、可靠性。供暖時期循環(huán)水采用軟化水補水，此前由于循環(huán)水采用開始循環(huán)，循環(huán)水含鹽量較高，并且混入大量泥沙，雜物等造成凝汽器銅管結(jié)垢嚴(yán)重，每年都要進(jìn)行凝汽器銅管酸洗除垢工作，耗時耗力，后期加裝膠球清洗系統(tǒng)，但效果不明顯。改造后可徹底避免凝汽器結(jié)垢現(xiàn)象，省去清理費用。

3 注意事項分析

由于低真空運行造成機組工況的變化，與機組設(shè)計的參數(shù)有出入，勢必影響到機組本身的運行。運行中要時刻注意參數(shù)的變化，做好事故預(yù)想。需要注意的問題主要有：

（1）降低真空利用循環(huán)水供熱，機組排氣溫度升高，引起熱膨脹變化，這樣后汽缸，轉(zhuǎn)子的低壓部分及軸后部溫度升高，則2瓦，3瓦軸承溫度升高，會引起主軸中心的改變，可能會引發(fā)機組振動增大，但在實際投運機組中熱膨脹對機組的影響并不大。

（2）對軸向推力的影響，汽輪機轉(zhuǎn)子的軸向推力是由動葉前后的壓差和蒸汽在動葉內(nèi)的軸向作用力、葉輪兩側(cè)的壓力差、以及轉(zhuǎn)子軸封兩側(cè)壓力差組成。低真空運行后，引起上述作用力發(fā)生變化，目前從已投運情況說明，變化也在安全范圍內(nèi)。

（3）采用凝汽機組的循環(huán)水供暖，需要機組穩(wěn)定運行。機組啟動前或出現(xiàn)突發(fā)事故時，切換其它機組抽氣提供加熱氣源，機組正常帶負(fù)荷運行后，再逐漸切換到循環(huán)水供暖系統(tǒng)中。

（4）如果出現(xiàn)突發(fā)事故時，需停運循環(huán)水泵時需故障停機或者切換循環(huán)水運行。

（5）冷油器空冷器用水需要進(jìn)行改造，可用3#機循環(huán)水或者工業(yè)水接入1#機冷油器空冷器，保證油溫風(fēng)溫正常。

（6）循環(huán)水回水管路上必須裝有壓力報警及泄壓裝置，可有效防止循環(huán)水壓力突然升高，威脅凝汽器的安全運行，壓力突然降低則會使機組循環(huán)水中斷，機組真空下降，影響機組安全運行。

4 結(jié)束語

（1）低真空供熱屬于機組的改造工程，凝汽式機組改造為低真空供熱機組技術(shù)簡單，新老機組都可進(jìn)行改造，不需要很大程度的改變系統(tǒng)方式，投入成本較低，從已經(jīng)投運機組情況來看，節(jié)能減排效果很好，國內(nèi)小機組改造較多。利用低真空循環(huán)水供熱是解決小型凝汽式機組能耗高，經(jīng)濟(jì)性差的最優(yōu)處理方式，可以達(dá)到節(jié)能減排，環(huán)境保護(hù)的目的，提高電廠的綜合利用能力，對中小機組的生存發(fā)展是一種很好的改造方案。

（2）低真空供熱也存在一些不足，比如凝汽器進(jìn)口壓力不宜過高，受到凝汽器承壓能力的限制，通常采用大流量小溫差方式供熱，供回水溫度為60℃和50℃，循環(huán)水溫度過高時，影響機組發(fā)電出力，降低機組整體經(jīng)濟(jì)效益，在供熱高峰時要投入尖峰加熱器，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

參考文獻(xiàn)

[1]王方明，李雪松，王磊.小型凝汽式汽輪發(fā)電機組低真空供熱技術(shù)研究[J].包鋼科技，2012（1）：46-48.

[2]許敏.凝汽式機組改為循環(huán)水供熱的技術(shù)可行性研究[J].節(jié)能，2001（11）：24-27.

[3]馬曉紅，安威霞.低真空循環(huán)水供熱存在的問題及解決方法[J].煤氣與動力，2007（10）：70-72.

作者簡介：張嵐杰（1983，12-），男，河南偃師人，大專學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)從事熱電廠汽機運行工作。