哈發(fā)公司#4機(jī)組低真空供熱改造經(jīng)濟(jì)性分析

吳強(qiáng)

摘要：通過哈爾濱發(fā)電有限公司#4汽輪機(jī)低真空供熱運(yùn)行前、后的數(shù)據(jù)記錄與經(jīng)濟(jì)性計算分析，得出結(jié)論：經(jīng)改造后的機(jī)組明顯提高能源的綜合利用率，具有顯著的節(jié)能減排效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：哈發(fā)公司;凝汽器;低真空供熱;經(jīng)濟(jì)性;節(jié)能

一、#4機(jī)組低真空供熱可行性分析以及主要數(shù)據(jù)核定

哈發(fā)#4機(jī)組為武漢汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，N12—10/1.2型中溫中壓單缸沖動凝汽式機(jī)組，低真空改造前為凝汽式機(jī)組，額定負(fù)荷12MW，用0.8-1.3Mpa工業(yè)抽汽作為加熱汽源。#4機(jī)組低真空供熱改造方案選用熱網(wǎng)首站回水作為#4機(jī)組凝汽器冷卻水，在保證#4機(jī)組凝汽器真空不低于-0.073Mpa，排汽溫度不超過70℃的情況下運(yùn)行;供熱循環(huán)水流量2400-2600t/h，用#4機(jī)組排汽加熱熱網(wǎng)首站回水，即減少了工業(yè)抽汽用量，又降低了循環(huán)水泵耗電量，是非常成功的設(shè)備改造。

冬季供暖期，哈發(fā)#4機(jī)組第一種運(yùn)行方式在供熱初末期;低真空第二種運(yùn)行方式在冬季供熱大負(fù)荷階段，下面分別就兩種供熱方式討論其經(jīng)濟(jì)性：

（一）#4機(jī)組第一種低真空運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)核算

1. #4機(jī)組低真空經(jīng)濟(jì)進(jìn)汽量核算

一般在10月下旬至11月中旬供熱初期，以及次年3月中旬至4月下旬供熱末期，運(yùn)營期在50天左右。此時室外氣溫高于零下12攝氏度，熱網(wǎng)首站回水溫度相對較低，因此熱網(wǎng)首站回水在凝汽器中換熱溫升相對來說可以高一些。熱網(wǎng)首站的供熱面積為130—140萬平米，按照供水流量有2400-2600T/H，按照供熱初末期供熱量計算，每平方米的供熱量為 50kcal

（1）核算首戰(zhàn)熱網(wǎng)熱值Q

按供熱面積130-140取值中間值，則計算值取面積為135，首戰(zhàn)熱網(wǎng)熱值Q=135×50×106=6.75×107? kcal

（2）核算熱網(wǎng)首站的供回水流量為G

熱網(wǎng)首站的供回水溫差按照26℃計算，熱網(wǎng)首站的供回水流量為G=2596T/H，取整數(shù)G為2600T/H

（3） #4汽輪機(jī)的進(jìn)汽量M計算如下：

采用低真空供熱初末期，首戰(zhàn)熱網(wǎng)回水經(jīng)過#4機(jī)凝汽器后的溫升按照12℃計算，此時#4機(jī)凝汽器的真空為-0.073MPa，在這個壓力下的飽和蒸汽值為2621.3 kj/kg，飽和水溫度為68.7℃，飽和水焓值為279.24 kj/kg，考慮有6%的濕度，凝結(jié)水溫度有2℃的過冷度為66.7℃，#4汽輪機(jī)的進(jìn)汽量為M，凝汽器的換熱效率為0.9，M=60.1T/H

2.#4機(jī)發(fā)電量P的計算

#4汽輪機(jī)進(jìn)汽為工業(yè)抽汽，壓力為0.98Mpa，焓值為720kcal/kg，排汽焓值為2480.772kj/kg，汽輪機(jī)的效率為0.92，發(fā)電機(jī)效率為0.98，機(jī)組軸端功率W如下

W=（720×4.1868-2480.772）×60.1×1000=32.12GJ/h

P=32.12×0.92×0.98÷3600=8.0MW

（二）#4機(jī)組第二種低真空運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)性計算

1.#4機(jī)組低真空經(jīng)濟(jì)進(jìn)汽量核算

一般在11月中下旬至次年3月中旬，運(yùn)行期在120天左右。此時室外氣溫低于零下12攝氏度，熱網(wǎng)首站回水溫度相對較高，因此熱網(wǎng)首站回水在凝汽器中換熱溫升相對低一些。熱網(wǎng)首站的供熱面積為130—140萬平米，按照供水流量有2400-2600T/H，按照供熱大負(fù)荷期間供熱量計算，每平方米的供熱量為 60kcal

（1）核算首戰(zhàn)熱網(wǎng)熱值Q=135×60×106=8.1×107? kcal

（2）核算熱網(wǎng)首站的供回水流量，據(jù)Q=8.1×107 kcal=G×34 推算出? G=2352T/H，取整數(shù)G為2400T/H

（3） #4汽輪機(jī)的進(jìn)汽量M=36.99 T/H

2. #4機(jī)發(fā)電量P的計算

W=（720×4.1868-2480.772）×36.99×1000=19.77GJ/H

P=19.77×0.92×0.98÷3600=4.95MW取整數(shù)約為5.0MW

二、#4機(jī)組低真空供熱前、后運(yùn)行參數(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析

1. #4機(jī)組第一種低真空運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)性分析

低真空初末期運(yùn)行，由于熱網(wǎng)首站回水溫度相對較低，上面已核算出熱網(wǎng)首站循環(huán)水流量2600T/H，第一種低真空運(yùn)行方式實際運(yùn)行中凝汽器中的溫升12℃，則計算如下，

Q=2.5×106×12×4.1868=75.36×106KJ/H=75.36GJ/H，供熱熱費(fèi)若按32.71元/GJ來收取話，75.36×32.71×24=59，160.61元，低真空初末期共計運(yùn)營50天，則節(jié)約費(fèi)用人民幣F1=295.8萬元，僅第一種低真空運(yùn)營方式50天就節(jié)省成本295.5萬元。

2. #4機(jī)組第二種低真空運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)性分析

低真空運(yùn)行中期為供熱高峰期，熱網(wǎng)首站回水溫度相對偏高，上面已核算出熱網(wǎng)首站循環(huán)水流量2400T/H，第二種低真空運(yùn)行方式實際運(yùn)行中凝汽器中的溫升8℃，則計算如下，

Q=2.5×106×8×4.1868=50.24×106KJ/H=50.24GJ/H，供熱熱費(fèi)若按32.71元/GJ來收取話，則一天節(jié)約費(fèi)用：50.24×32.71× 24 =39，440.40元，低真空中期共計運(yùn)營120天，則節(jié)約費(fèi)用人民幣F2 =473.28萬元，第二種低真空運(yùn)營方式120天就節(jié)省成本473.28萬元。由于實際運(yùn)行中熱網(wǎng)溫差、流量是在不斷變化的（與室外溫度有關(guān)），與理論計算數(shù)值有一定的偏差，但基本與實際是吻合的。

改為低真空運(yùn)行后，兩臺循環(huán)水泵均停止，節(jié)約了廠用電，僅此一頂就節(jié)約成本45.696萬元人民幣。

而由于低真空運(yùn)行，低于正常方式下的真空，相同進(jìn)汽量的情況下，機(jī)組出力有所降低，則170天減少發(fā)電損失折合人民幣728.8萬元，效益顯著。

三、低真空改造后運(yùn)行中應(yīng)注意的問題

1.哈發(fā)#4機(jī)組出廠時是經(jīng)過低真空設(shè)計的，汽缸尾部以及凝汽器經(jīng)過加固設(shè)計制造的，但低真空方式還是對機(jī)組運(yùn)營安全性有一定影響，為保安全必須嚴(yán)格控制機(jī)組低真空方式下的真空，以及機(jī)組排氣溫度不得超標(biāo)。如超參數(shù)，必須依據(jù)規(guī)程規(guī)定及時將機(jī)組負(fù)荷減到適當(dāng)，以滿足規(guī)程對參數(shù)的要求，從而保證機(jī)組安全運(yùn)行。

2.低真空方式是以犧牲低真空運(yùn)營機(jī)組的經(jīng)濟(jì)壽命為前提，會對機(jī)組造成一定隱性損失，所以在收益中必須考慮設(shè)備折舊提取。

3.熱網(wǎng)首站的線路水泵的運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響#4機(jī)組低真空方式運(yùn)行的安全性。所以在汽機(jī)零米控制室內(nèi)加裝了熱網(wǎng)首站#8、9、10線路水泵之間互為聯(lián)動的聯(lián)鎖裝置。以后最好是能引到#4機(jī)八米控制盤上。

四、結(jié)論

通過對哈發(fā)電廠4號機(jī)組低真空供熱改造可行性和實際運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性分析，證明這種方案是完全可行的，且投資少見效快，經(jīng)過十多年的運(yùn)行實踐證明，汽輪機(jī)低真空供熱是改造小機(jī)組，減少環(huán)境污染，降低電廠耗水量，節(jié)約能源的有效途徑，值得在中小型熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)廣泛推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]李青，公維平.火力發(fā)電廠節(jié)能和指標(biāo)管理技術(shù)（M）.北京：中國電力出版社，2006

[2]DL/T904—2004，火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算方法（S）