關(guān)于供熱機(jī)組汽動(dòng)給水泵改造的技術(shù)探討

寧文超 李強(qiáng)

摘要：在國(guó)家節(jié)能減排和環(huán)保要求日益提高的大形勢(shì)下，很多化工、印染、造紙等用汽大戶面臨減產(chǎn)和關(guān)停轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)，這些熱電機(jī)組下游用戶的減產(chǎn)和丟失，造成熱電企業(yè)供熱負(fù)荷降低，機(jī)組產(chǎn)能冗余，企業(yè)效益下降。如何破解熱電企業(yè)供汽不足的困局是很多熱電企業(yè)迫切解決的問(wèn)題，汽動(dòng)給水泵和后置汽輪發(fā)電機(jī)組的改造方案被多家熱電企業(yè)納入討論議程，為避免改造的盲目性和沖動(dòng)性，本篇論文根據(jù)熱電企業(yè)機(jī)組的不同類型，分析改造的各種方案，給有改造意愿和需求的熱電企業(yè)提供參考依據(jù)和分析方法，共同探討各種改造方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：熱電機(jī)組;汽動(dòng)給水泵;后置發(fā)電機(jī)組;改造

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???文章編號(hào)：1671-2064（2019）16-0000-00

0 前言

鉑瑞能源（新干）有限公司是新干鹽化工業(yè)城熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，新建3*130t超高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐+2*18MW背壓機(jī)組向化工園區(qū)供熱（如圖1），目前園區(qū)供熱負(fù)荷平均65t/h左右，最大供汽達(dá)85t/h，最小不足30t/h，在過(guò)低負(fù)荷時(shí)，為維持鍋爐正常運(yùn)行，間或通過(guò)汽機(jī)低壓側(cè)向空排汽門對(duì)空排汽，給企業(yè)生存和效益帶來(lái)巨大壓力。

由于供熱機(jī)組以熱定電，現(xiàn)有的熱用戶決定了機(jī)組的負(fù)荷大小，為挖潛增效，減少損失，減少?gòu)S用電，汽動(dòng)給水泵和后置機(jī)改造方案被提上討論日程，下面結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀對(duì)幾種改造方案進(jìn)行分析：

1 汽動(dòng)給水泵改造

鉑瑞能源（新干）有限公司目前是1臺(tái)爐帶1臺(tái)背壓機(jī)向外供汽，供汽壓力0.981MPa，溫度240℃，如改造為一臺(tái)汽動(dòng)給水泵，汽動(dòng)給水泵額定功率為1250KW，汽動(dòng)給水泵的小汽機(jī)（簡(jiǎn)稱：小汽機(jī)）汽源選擇可有3個(gè)方案，一是從主蒸汽管道上引出;二是從供汽母管上引出;三是從背壓機(jī)做過(guò)功的抽汽口引出。

一方案汽源引自主蒸汽，主蒸汽溫度、壓力都很高，直接對(duì)小汽機(jī)供汽，對(duì)小汽機(jī)材質(zhì)要求高，造價(jià)高，一般不選此方式，這種方案小汽機(jī)排汽進(jìn)供熱管道，在熱用戶供汽不變的前提下，小汽輪機(jī)消耗的汽量必然是大汽輪機(jī)減少的汽量，在熱電廠以熱定電的條件下，供汽總量不變的前提下，小汽機(jī)蒸汽轉(zhuǎn)化效率不如大汽輪機(jī)，改造后整體效益是降低的，此方案經(jīng)濟(jì)上不可行。

二方案汽源引自供汽母管，從供汽母管引入蒸汽供小汽輪機(jī)，小汽機(jī)做過(guò)功的低品質(zhì)蒸汽如何處理是關(guān)鍵，根據(jù)新干項(xiàng)目設(shè)備情況，小汽輪機(jī)做功后的蒸汽排入除氧器作為加熱蒸汽，根據(jù)粗略計(jì)算，除氧器消耗蒸汽10t/h，小汽輪機(jī)做功后蒸汽在25t/h，蒸汽不能全部利用，如產(chǎn)生蒸汽排空，經(jīng)濟(jì)上不可行。如增加低溫水箱，消耗掉多余蒸汽，方案具有一定的可行性，但廠內(nèi)無(wú)此設(shè)備，全面改造增加了改造的成本和復(fù)雜性。如果小汽輪機(jī)的排汽能充分利用，此方案具有可行性。

三方案汽源引自汽機(jī)抽汽段（如圖2）：這也是汽動(dòng)泵改造最多考慮的方法。三種方案中從經(jīng)濟(jì)和安全的角度從汽機(jī)做過(guò)功的抽汽口引蒸汽去小汽機(jī)做功最有利，下面來(lái)分析經(jīng)濟(jì)可行性。

改造前，主蒸汽通過(guò)背壓機(jī)組做功后蒸汽排入供熱母管，改造后，背壓機(jī)部分蒸汽通過(guò)小汽輪機(jī)做功排入供汽母管，由于供汽總量不變，相當(dāng)于相同的蒸汽通過(guò)大汽輪機(jī)做功與大汽輪機(jī)和小汽輪機(jī)共同做功進(jìn)行比較，整體來(lái)說(shuō)，大汽輪機(jī)效率要高的多，所以這種改造方案造并不經(jīng)濟(jì)可行。

2 后置汽輪發(fā)電機(jī)組改造

新干項(xiàng)目在目前熱用戶嚴(yán)重不足、供汽能力冗余的情況下，用后置汽輪發(fā)電機(jī)組來(lái)增加供熱蒸汽消耗、增加發(fā)電量是否可行（如圖3）。

目前新干項(xiàng)目已運(yùn)行半年，熱用戶比較穩(wěn)定，已有各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)（如圖4）。根據(jù)現(xiàn)有指標(biāo)分析如果增加一臺(tái)2.5MW的凝器式汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)上的可行性。根據(jù)前面的分析，汽輪機(jī)的汽源由供汽母管引入，供汽母管壓力0.981MPa，溫度240℃，循環(huán)水由廠內(nèi)機(jī)力通風(fēng)塔冷卻，凝結(jié)水排入除氧器，凝汽器排汽溫度45℃，壓力0.01MPa。按后置汽輪發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行發(fā)電2500kWh，以上網(wǎng)電價(jià)為0.42元/ kWh計(jì)算，發(fā)電增加效益約為1050元（未考慮增加的廠用電損耗）。

查表計(jì)算：后置汽輪機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行需消耗21.48t蒸汽。

根據(jù)電廠統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，新干項(xiàng)目入場(chǎng)煤發(fā)熱量5000kcal/kg左右，目前1t煤可產(chǎn)生7t蒸汽，7t蒸汽可發(fā)電1000kWh。21.48t蒸汽需煤3.068t。3.068t煤可發(fā)電3068kWh。按新干項(xiàng)目目前噸煤進(jìn)價(jià)為750元/噸。3.068t煤價(jià)格為2301元。背壓機(jī)組發(fā)電3068kWh。增加發(fā)電總額：后置機(jī)2500kWh+背壓3068kWh總計(jì)增加發(fā)電收益約為2338元。

增加一臺(tái)2.5MW的凝器式汽輪機(jī)，按目前的煤炭?jī)r(jià)格，滿負(fù)荷情況下耗煤成本2301元，增加發(fā)電收入2338元，如果再考慮增加的廠用電和投資成本的分?jǐn)?，目前增加后置機(jī)經(jīng)濟(jì)效果并不明顯。如果煤炭?jī)r(jià)格降低，增加的發(fā)電收益超出投入的成本，改造具有經(jīng)濟(jì)可行性。

3 抽凝式發(fā)電機(jī)組汽動(dòng)給水泵改造分析：

目前生物質(zhì)電廠享受國(guó)家節(jié)能補(bǔ)貼，其發(fā)電機(jī)組多為抽凝機(jī)組，部分生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組同時(shí)對(duì)就近的工業(yè)園區(qū)熱用戶供汽。如改造成汽動(dòng)給水泵是否可行，根據(jù)前面汽源的三種情況分析，最經(jīng)濟(jì)合理的方式是從抽汽段引入汽源，如凱迪安仁生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目汽動(dòng)給水泵改造招標(biāo)，汽源是3段抽汽作為汽源，壓力0.767MPa，溫度209.5℃。下面根據(jù)不同工況進(jìn)行分析：

（1）汽輪發(fā)電機(jī)組沒(méi)有滿負(fù)荷運(yùn)行，如圖5所示，小汽輪機(jī)的排汽到凝汽器，首端汽源來(lái)自大汽輪機(jī)的抽汽段，末端到凝汽器。兩種方式焓降值是一樣的，一般來(lái)說(shuō)，大汽輪機(jī)效率更高，這樣的改造沒(méi)有意義。

（2）汽輪發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行后，鍋爐側(cè)仍有富余蒸汽，此種情況下，為了更好地利用鍋爐蒸汽，減少?gòu)S用電，可考慮增加汽動(dòng)給水泵，汽動(dòng)給水泵的增加一可增加大汽機(jī)進(jìn)汽量和抽汽量，提高發(fā)電機(jī)組發(fā)電量，二是利用汽動(dòng)給水泵節(jié)約廠用電，提高電廠對(duì)外供電量。此方案下汽動(dòng)給水泵改造才可行，具體改造要根據(jù)企業(yè)鍋爐富余的汽量和運(yùn)行工況綜合選型。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合以上幾種情況分析，供熱機(jī)組的汽動(dòng)給水泵改造要根據(jù)企業(yè)具體的設(shè)備配置和運(yùn)行工況，結(jié)合原料成本具體分析。如小汽輪機(jī)的排汽不能充分利用，改造前一定慎重選擇，蘇北某三爐二機(jī)坑口電廠就出現(xiàn)過(guò)盲目改造汽動(dòng)給水泵，運(yùn)行后排汽無(wú)法利用而排入大氣，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果差導(dǎo)致改造失敗的案例。如小汽輪機(jī)的排汽能合理利用，充分減少了排汽端的冷源損失，方案才具有可行性，有改造計(jì)劃的電廠一定要結(jié)合自身的具體情況，根據(jù)前面分析的思路對(duì)改造方案進(jìn)一步論證后方可實(shí)施。

收稿日期：2019-08-07

作者簡(jiǎn)介：寧文超（1972—），男，漢族，江蘇沛縣人，本科，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)自動(dòng)控制和節(jié)能改造。