300MW空冷機(jī)組高背壓供熱改造

150090 哈爾濱汽輪機(jī)廠輔機(jī)工程有限公司 黑龍江 哈爾濱｜胡耀志

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300MW空冷機(jī)組高背壓供熱改造

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針對(duì)我國(guó)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制模式不是很成熟的供熱機(jī)組容量小的問題，根據(jù)機(jī)組供熱能力不足的問題，提出了現(xiàn)有300MW空冷機(jī)組高背壓改造方案，通過改造一些運(yùn)行參數(shù)和對(duì)供熱效果的一些分析，推斷出這個(gè)方案可行，改造效果具有安全性和經(jīng)濟(jì)性，是比較合理的一個(gè)方案。關(guān)鍵詞：空冷機(jī)組；高背壓；改造

300MW機(jī)組在現(xiàn)在的電網(wǎng)的構(gòu)架中，已經(jīng)不再是系統(tǒng)的主力機(jī)組了，對(duì)這個(gè)機(jī)組進(jìn)行改造，不僅可以解決城市供熱能力的不足，還能降低能源的消耗，也為機(jī)組的生存提供了出路。

存在的問題

在通常的情況下，300MW機(jī)組供熱的改造都是增加抽氣量。對(duì)于濕冷的機(jī)組來說，這樣的做法會(huì)造成汽輪機(jī)各個(gè)級(jí)抽氣量的較大變化，需要對(duì)變化之后的每一個(gè)級(jí)的抽氣量及各級(jí)間蒸汽通流重新進(jìn)行校核，工作量相當(dāng)大。對(duì)于空冷機(jī)組，整體進(jìn)行供熱改造，由于在改造的工程中需要考慮冬季運(yùn)行時(shí)的防凍問題，中間的抽汽量會(huì)受到限制，供熱的能力也不能大幅度的提升。為了解決這些問題需要分析比較，并進(jìn)行深入的探究。

高背壓供熱方案設(shè)計(jì)和實(shí)施

a高背壓供熱方式的提出

根據(jù)空冷機(jī)組和濕冷機(jī)組的不同進(jìn)行的供熱改造，并且提出改造的思路，即不去改變機(jī)組的抽汽式，也不會(huì)讓汽輪機(jī)的本體產(chǎn)生大的變動(dòng)，只是將機(jī)組的汽熱進(jìn)行回收然后再次利用，從而實(shí)施對(duì)外的供熱。基本的思路就是利用提高機(jī)組的排氣壓力（背壓），來間接地提高排氣的飽和溫度，將熱量傳遞到循環(huán)水，然后再將高溫的循環(huán)水供應(yīng)到供熱系統(tǒng)里，當(dāng)循環(huán)的水溫度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，可利用本機(jī)或是鄰機(jī)進(jìn)行抽汽來補(bǔ)足。

300MW濕冷機(jī)組和空冷機(jī)組有一定的不同，它的的排氣背壓一般不會(huì)超過18.6KPA，輪機(jī)的本體如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑斓脑?，將不能夠滿足高背壓下運(yùn)行所需要的條件。300MW空冷機(jī)組的排氣溫度是在54～84度，它的高背壓對(duì)應(yīng)為15～55KPA，它所具有的背壓幅度是完全滿足高背壓運(yùn)行所需的條件的。而且空冷機(jī)組的循環(huán)水再次回水的溫度一般也是在50～60度，完全可以適應(yīng)高背壓運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)用乏汽預(yù)熱去進(jìn)行供熱，可以產(chǎn)生更好的回收仍量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

改造的設(shè)計(jì)過程

空冷機(jī)組的高背壓供熱改造有遵循一定的設(shè)計(jì)原理，它的設(shè)計(jì)步驟是按照以下進(jìn)行的：選擇合適的循環(huán)水溫度進(jìn)出凝汽器；確定循環(huán)水的水量；水溫的確定；選擇合適的型號(hào)；防凍的計(jì)算；管道的布置設(shè)計(jì)；熱力系統(tǒng)進(jìn)行校核；環(huán)境保護(hù)的分析。

成熟的空冷機(jī)組300MW機(jī)組，背壓的設(shè)計(jì)一般是在11～18KPA，夏季背壓實(shí)在32～35KPA，機(jī)組跳閘的背壓是在65KPA，在夏季的時(shí)候一般背壓是在40KPA。對(duì)于汽輪機(jī)低壓部分來說的話，高背壓供熱運(yùn)行時(shí)，無論是冬季還是夏季，機(jī)組的運(yùn)行狀況都不會(huì)有太大的變化，基本保持一定，汽輪機(jī)作為本體的部分不會(huì)有太大的影響，所以不做太大改動(dòng)，改進(jìn)噴水裝置和使用最新的運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置，并且還要增加安全的報(bào)警裝置，對(duì)于排氣閥門來說，應(yīng)該選擇更大口徑的，選擇新的排氣管道，以便能夠及時(shí)對(duì)通往空冷塔和通往供熱器的空氣進(jìn)行截?cái)?，增加去供熱凝汽器的管道設(shè)施和相關(guān)的閥門控制系統(tǒng)，與系統(tǒng)其他部件形成相連完成各項(xiàng)工作。

汽輪機(jī)本體在選用葉片時(shí)，末級(jí)應(yīng)該選用國(guó)家規(guī)定的空冷專用葉片，使機(jī)組能夠適應(yīng)高背壓。300MW空冷機(jī)組根據(jù)設(shè)計(jì)背壓的要求，可以有兩種選擇分別是620mm和680mm兩種末級(jí)葉片。620mm葉片它的背壓應(yīng)該保證在15～18KPA，680mm葉片的背壓設(shè)計(jì)應(yīng)該保證在11～13KPA。高背壓改造后，必須要考慮低壓缸末級(jí)葉片的安全性及壽命。

改造的效果

該空冷機(jī)組改造后確定的正常的運(yùn)行參數(shù)是：背壓33KPA，低壓缸排氣量335t/h，供熱凝汽器進(jìn)水的溫度是55度，供熱凝汽器出水的溫度67度，熱網(wǎng)循環(huán)水量是14276t/h，在經(jīng)過抽汽二次加熱后，保證供水的溫度達(dá)到110度。

對(duì)改造前后的各項(xiàng)指標(biāo)和參數(shù)都進(jìn)行了對(duì)比，采暖期的發(fā)電煤耗降低了很多?？绽錂C(jī)組通過改造，正常運(yùn)行時(shí)它排氣壓力沒有超過33KPA，也保證了供熱凝汽器得水的溫度不會(huì)超過67度，在正常運(yùn)行的時(shí)候他保持在60度左右。當(dāng)供熱凝汽器的運(yùn)行壓力超過了規(guī)定的壓力的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致空冷機(jī)組不能正常運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行將會(huì)收到阻礙，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。

結(jié)論和建議

經(jīng)過大量的資料和理論，認(rèn)為對(duì)300MW空冷機(jī)組實(shí)施高背壓循環(huán)水供熱改造，可以明顯的提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過這次改造可以很好地預(yù)見，這個(gè)工程的實(shí)施對(duì)于比方地區(qū)來說有很大的作用，他會(huì)對(duì)北方地區(qū)的300MW的空冷機(jī)組的供熱改造起到一定的作用，為北方對(duì)空冷機(jī)組的改造有一定的模板作用。

考慮到機(jī)組的壽命的問題，機(jī)組在進(jìn)行了改造之后，不同的季節(jié)應(yīng)該采取不同的運(yùn)行模式，夏季和冬季應(yīng)該選擇合適的模式，從而提高機(jī)組的使用效率。當(dāng)在冬季時(shí)外界的熱負(fù)荷是一定的，可以讓改造后的高背壓機(jī)組運(yùn)行，保證機(jī)組的最大效率。當(dāng)機(jī)組正式進(jìn)入高背壓的狀態(tài)時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)姆绞?。夏季運(yùn)行時(shí)，盡量讓未改造的機(jī)組多帶負(fù)荷運(yùn)行。改造后機(jī)組由于排氣量面積減小，在較大的排氣量下，阻塞背壓排氣壓力已經(jīng)高于原設(shè)計(jì)4.9KPA，所以，應(yīng)調(diào)整機(jī)組真空，使汽輪機(jī)排氣壓力不低于阻塞背壓。

參考：

［1］李巖，付林.電廠循環(huán)水余熱利用技術(shù)綜述［J］.建筑科學(xué)，2010.

［2］楊俊.電廠循環(huán)水余熱回收供暖節(jié)能分析與改造技術(shù)［J］.節(jié)能，2010.

［3］初立森，李敏.供熱機(jī)組的熱力與運(yùn)行特性探討［J］.吉林電力，2009.