300MW供熱機(jī)組高背壓供熱改造方案分析

陸光明

（國(guó)家電投集團(tuán)東北電力有限公司撫順熱電分公司，遼寧 撫順 113000）

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到一個(gè)峰值，我國(guó)的戰(zhàn)略目光已經(jīng)從大力推動(dòng)發(fā)展，轉(zhuǎn)向了在發(fā)展中實(shí)施綠色環(huán)保、節(jié)能減排。在這樣的國(guó)策下我國(guó)的許多領(lǐng)域都開始了對(duì)于將節(jié)能減排融入自身領(lǐng)域的改造。我國(guó)大量的發(fā)電企業(yè)在具備供熱條件的地區(qū)進(jìn)行了電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的實(shí)施，并對(duì)自身的供電能力與供電效率進(jìn)行提升，讓供熱整體的效率進(jìn)行了增加，這也是我國(guó)的發(fā)電企業(yè)繼續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在我國(guó)北方的采暖供熱領(lǐng)域提出了通過改造為高背壓汽輪機(jī)供熱機(jī)組的新型改造方案，對(duì)于改造設(shè)備的原型大都為純凝或抽凝式基礎(chǔ)機(jī)組，將凝汽器中乏汽的壓力進(jìn)行提升，讓凝汽器中的真空度降低。

一、高背壓汽輪機(jī)供熱機(jī)組

在我國(guó)北方的采暖供熱領(lǐng)域提出了通過改造為高背壓汽輪機(jī)供熱機(jī)組的新型改造方案，對(duì)于改造設(shè)備的原型大都為純凝或抽凝式基礎(chǔ)機(jī)組，將凝汽器中乏汽的壓力進(jìn)行提升，讓凝汽器中的真空度降低，讓冷卻水的溫度提升，讓凝汽器成為機(jī)組中的熱網(wǎng)加熱器，原先溫度已經(jīng)得到提升的冷卻水成為新的熱網(wǎng)循環(huán)水，讓機(jī)組中散失的熱量降低，讓機(jī)組的整體的循環(huán)效率與發(fā)熱的效率都得到了增加。在進(jìn)行高背壓汽輪機(jī)供熱機(jī)組的改進(jìn)后，不僅對(duì)機(jī)組的發(fā)電容量沒有進(jìn)行改變，還對(duì)供熱的消耗進(jìn)行了降低，在原先的基礎(chǔ)上對(duì)供熱的面積進(jìn)行了增加。而且在使用高背壓汽輪機(jī)供熱機(jī)組后還對(duì)施工的時(shí)間進(jìn)行了縮減，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益帶來的提升很大，這些優(yōu)點(diǎn)讓高背壓汽輪機(jī)供熱機(jī)組成為供熱企業(yè)的首選發(fā)熱機(jī)組。在2010年至今已經(jīng)有很多企業(yè)進(jìn)行了高背壓汽輪機(jī)供熱機(jī)組的改造工程，并且都取得了很好的效果。在文中，經(jīng)過對(duì)大量資料與實(shí)際實(shí)踐成果的對(duì)比，就對(duì)300MW的汽輪機(jī)提出了兩種汽輪機(jī)本體的具體改造方式，并對(duì)兩種汽輪機(jī)進(jìn)行改造后的對(duì)所在發(fā)電廠帶來的影響進(jìn)行了具體的分析，通過對(duì)信息的收集敲定了最好的改造方式。

二、供熱背景分析

即將進(jìn)行改造的供熱企業(yè)擁有兩臺(tái)300MW的機(jī)組承擔(dān)熱電聯(lián)產(chǎn)，其供熱電廠提供供熱的面積達(dá)到了一千萬(wàn)平方米。在機(jī)組中的單臺(tái)汽輪機(jī)機(jī)組設(shè)計(jì)最大的供熱能力約為350MW，在這樣的情況下就需要兩臺(tái)汽輪機(jī)機(jī)組的同時(shí)運(yùn)行才能對(duì)供熱的需求量進(jìn)行滿足。但是抽凝式機(jī)組的一部分抽汽用在了供熱，這就直接導(dǎo)致了汽輪機(jī)的排汽的份額減少了，對(duì)于熱量有一部分的損失。進(jìn)行改造后的供熱機(jī)組需要對(duì)熱量的損失進(jìn)行減少，讓整個(gè)供熱機(jī)組的供熱能力與經(jīng)濟(jì)效益帶來了有效的提升。

三、汽輪機(jī)本體改造方案

在300MW的供熱機(jī)組中，有著受低壓缸最小冷卻流量的限制，整個(gè)機(jī)組的供熱能力只能達(dá)到350MW，但在進(jìn)行高背壓供熱改造后一臺(tái)供熱機(jī)組在相同的條件下就可以產(chǎn)生500MW的供熱量，比原先的基礎(chǔ)機(jī)組的效率大為增加。在原本的抽凝式汽輪機(jī)機(jī)組中有著較大的冷源損失，在改造為高背壓汽輪機(jī)機(jī)組后，以往損失的冷源也得到了利用，就讓機(jī)組中的熱效率得到了有效的提升，在正常的發(fā)熱情況下效率達(dá)到了基礎(chǔ)機(jī)組的1.2倍。當(dāng)高背壓供熱改造后的供熱機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，冷水的循環(huán)模式將不進(jìn)行工作，將凝汽器中的水當(dāng)作新的循環(huán)水系統(tǒng)。當(dāng)凝汽器中的水成為新的循環(huán)水系統(tǒng)時(shí)，水流量得到了有效的降低，凝汽器的背壓也得到了五至七倍的提升，低壓缸排汽溫度升高了三十度左右，在凝汽器的加熱下，經(jīng)過一次加熱的水的溫度提升了二十度左右，再有升壓后進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器再次由本機(jī)聯(lián)通管抽汽送至一次熱網(wǎng)中。

四、改造方案

（一）改造方案一，進(jìn)行了對(duì)

在進(jìn)行方案一的設(shè)計(jì)中進(jìn)行了低壓缸通流的改造，讓低壓缸的用途分為供熱與非供熱兩種。在進(jìn)行供熱工作時(shí)，汽輪采用了2*4級(jí)新低壓轉(zhuǎn)子，在進(jìn)行非供熱工作時(shí)，采用了2*6級(jí)舊低壓轉(zhuǎn)子。

具體的改造內(nèi)容見表一：

表一

（二）改造方案二

在方案二中對(duì)供熱機(jī)組汽輪機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行了改造，讓改造后的供熱機(jī)組可以使用供熱與非供熱的兩種工作情況。在進(jìn)行低壓轉(zhuǎn)子的改造后，熱網(wǎng)循環(huán)水量提高后就會(huì)讓凝汽器進(jìn)口水溫能降低，讓進(jìn)入低壓缸的流量得到增加。在進(jìn)行改造時(shí)，要對(duì)原末級(jí)葉片進(jìn)行取消，將轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)為導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，配置重低壓轉(zhuǎn)子，使軸承載荷基本與原轉(zhuǎn)子相同，原末級(jí)隔板處設(shè)計(jì)成導(dǎo)流裝置。

五、改造方案對(duì)比分析

在方案一的實(shí)施后，就會(huì)讓汽輪機(jī)低壓缸效率增加為原先的1.3倍，汽輪機(jī)的熱耗也得到了有效的降低。但在進(jìn)行方案一的改造后，汽輪機(jī)出力受到限制，也無(wú)法到達(dá)電網(wǎng)調(diào)度給予的發(fā)電指標(biāo)。

在方案二的實(shí)施后，就讓轉(zhuǎn)的持久性得到了增強(qiáng)，讓轉(zhuǎn)子的適用性也得到了增強(qiáng)，讓轉(zhuǎn)子更換得到了省略，也讓安裝的費(fèi)用與維護(hù)的費(fèi)用得到了有效的降低。在夏季，使用高背壓轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)讓低壓缸效率和出力降低，最終會(huì)影響到非供熱工況的負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)性。在我國(guó)的現(xiàn)下技術(shù)條件下當(dāng)出現(xiàn)低壓缸效率和出力降低的情況會(huì)讓整個(gè)電廠受到經(jīng)濟(jì)的損失。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了讓供熱企業(yè)在進(jìn)行供熱時(shí)的效率更好、更熱能力優(yōu)良、供熱面積增大，但考慮到非供熱工況下某300MW供熱機(jī)組汽輪機(jī)所在熱電廠的兩臺(tái)機(jī)組有可能進(jìn)行輪換運(yùn)行，方案一為最優(yōu)的方案。