熱壓機(jī)供熱改造的討論

宋寧

【摘要】通過(guò)對(duì)華能丹東電廠(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)夏季發(fā)電負(fù)荷較低，機(jī)組很難滿(mǎn)足多用戶(hù)同時(shí)用汽，本文主要介紹了利用熱壓機(jī)匹配壓力后供熱的方法。

【關(guān)鍵詞】熱壓機(jī);壓力匹配;供熱管道

一、前言

熱壓機(jī)作為一種蒸汽噴射器可以將兩種汽源動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，是一種簡(jiǎn)單的壓力匹配裝置，可以靈活滿(mǎn)足電廠(chǎng)對(duì)外供熱參數(shù)要求，從而達(dá)到節(jié)能減排，增加企業(yè)盈利。

以華能丹東電廠(chǎng)為例，華能丹東電廠(chǎng)工程于1997年3月17日由國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)正式開(kāi)工，兩臺(tái)機(jī)組分別于1998年11月23日和1998年12月12日，順利完成168小時(shí)試運(yùn)后，投入商業(yè)運(yùn)行。

裝機(jī)為2×350MW進(jìn)口燃煤機(jī)組，電廠(chǎng)先后兩次對(duì)兩臺(tái)350MW機(jī)組進(jìn)行本體改造，達(dá)到機(jī)組供熱能力360MW，實(shí)現(xiàn)城市集中供熱的目的。改造之后汽輪機(jī)參數(shù)如下：

額定工況功率 319.684MW

壓力 16.67MPa

溫度 538℃

新汽額定流量 1128t/h

再熱蒸汽額定參數(shù)：

壓力 3.04MPa

溫度 538℃

供熱抽汽壓力 0.98MPa

供熱抽汽溫度 372℃

最大抽汽量260t/h

冷卻水設(shè)計(jì)溫度20℃

通過(guò)對(duì)電廠(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況的調(diào)查，并根據(jù)汽輪機(jī)制造廠(chǎng)的相關(guān)計(jì)算及校核，在采暖期參與深度調(diào)峰發(fā)電負(fù)荷將至40%左右且維持現(xiàn)有采暖熱負(fù)荷的前提下，單臺(tái)機(jī)組再熱熱段蒸汽能夠抽取的蒸汽量為68t/h;在非采暖期參與深度調(diào)峰發(fā)電負(fù)荷將至30%左右時(shí)能夠抽取的再熱熱段蒸汽流量可以達(dá)到68t/h，受到發(fā)電負(fù)荷較低的限制，再熱熱段蒸汽壓力需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

根據(jù)熱負(fù)荷資料及電廠(chǎng)主機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，機(jī)組正常工況時(shí)擬定采用新建1臺(tái)80t/h減溫減壓器，用熱再蒸汽減溫減壓以滿(mǎn)足供汽參數(shù)要求。

本文討論當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，熱再壓力低于1.8MPa時(shí)，用熱壓機(jī)調(diào)整蒸汽壓力供汽。

二、熱壓機(jī)方案

熱壓機(jī)主要由蒸汽噴嘴、吸入室和擴(kuò)散管等三個(gè)部分組成，其中擴(kuò)散管又可分為混合段、第二喉管段及擴(kuò)散段等三部分。

熱壓機(jī)安裝在汽輪機(jī)本體外，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活等特點(diǎn)，目前多用于凝汽式汽輪機(jī)改成供汽式汽輪機(jī)，該裝置已在國(guó)內(nèi)部分熱電廠(chǎng)應(yīng)用?？蓪?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，根據(jù)引射出口蒸汽壓力的返回信號(hào)，來(lái)調(diào)節(jié)汽汽引射器調(diào)節(jié)芯的行程，從而調(diào)整高壓進(jìn)汽的流量參數(shù)，使其滿(mǎn)足中壓蒸汽的壓力要求。根據(jù)引射出口蒸汽溫度的返回信號(hào)，來(lái)調(diào)節(jié)汽汽引射器減溫水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而調(diào)整減溫水的流量參數(shù)，使其滿(mǎn)足引射出口蒸汽的溫度要求。根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際調(diào)峰特點(diǎn)，使用熱壓機(jī)方案可以滿(mǎn)足對(duì)外供汽和機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行需要。

根據(jù)熱負(fù)荷資料及電廠(chǎng)主機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，并考慮到初投資等相關(guān)因素，暫定本期新建一臺(tái)50t/h熱壓機(jī)。根據(jù)了解現(xiàn)場(chǎng)需求，確定熱壓機(jī)出口參數(shù)為1.8MPa.a、270℃。

由于丹東電廠(chǎng)熱壓機(jī)供汽系統(tǒng)主要在機(jī)組低負(fù)荷調(diào)峰期間投用，目前尚無(wú)低負(fù)荷機(jī)組運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)，采集機(jī)組實(shí)際運(yùn)行典型參數(shù)，提取低負(fù)荷點(diǎn)壓力為9.11MPa。參考實(shí)際運(yùn)行情況，機(jī)組夏季負(fù)荷低于155MW，熱再壓力低于1.8MPa，主汽平均運(yùn)行壓力9.50MPa，140MW以下主汽平均運(yùn)行壓力9.21MPa;冬季負(fù)荷低于105MW，熱再壓力低于1.8MPa，主汽平均運(yùn)行10.27MPa（高于13MPa為偶發(fā)值）。

綜上，參考機(jī)組滑壓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)點(diǎn)，考慮抽汽工況，本工程熱壓機(jī)進(jìn)汽壓力設(shè)計(jì)點(diǎn)選擇9.31MPa。機(jī)組負(fù)荷50MW時(shí)擬定本期熱壓機(jī)出口供汽流量50t/h，供汽溫度270℃。

三、熱壓機(jī)供熱優(yōu)勢(shì)

由于主蒸汽直接減溫減壓存在較大節(jié)流損失和做功損失，且會(huì)過(guò)渡消耗主蒸汽。

熱壓機(jī)優(yōu)點(diǎn)：

（一）相對(duì)非調(diào)整抽汽減溫減壓方案管路布置稍復(fù)雜，但相對(duì)可調(diào)整抽汽，仍較為簡(jiǎn)單，只需新增相應(yīng)管路設(shè)備，改造周期短。

（二）可以常年供汽，不受機(jī)組負(fù)荷的限制，增加調(diào)峰深度。

（三）相對(duì)非調(diào)整抽汽減溫減壓方案節(jié)省了高品位能源，利用了部分低參數(shù)的蒸汽，節(jié)約能源。

（四）根據(jù)供汽系統(tǒng)的特點(diǎn)，在保證供汽質(zhì)量最佳的前提下，有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的最佳的流量和最佳溫度（溫差）。所以，最佳調(diào)節(jié)的運(yùn)行工況是質(zhì)和量的綜合調(diào)節(jié)。一方面達(dá)到了最佳的供汽效果，另一方面達(dá)到了最大限度的降低供汽的熱耗和電耗。

四、經(jīng)濟(jì)型分析

經(jīng)計(jì)算，本期工程實(shí)施后，擬定年供汽量約為71.8×104GJ，如果產(chǎn)生同樣的熱量，采用電廠(chǎng)供汽方式對(duì)比于小鍋爐房供汽（鍋爐效率按小型鍋爐數(shù)值70%選?。┓绞絹?lái)說(shuō)，每年可減少燃用標(biāo)煤量約為0.8×104t，年減少二氧化碳的排放量為3.14×104t/a，年減少二氧化硫的排放量為898t/a，年減少粉塵的排放量為756t/a。

目前為止，西區(qū)一期項(xiàng)目已實(shí)施供汽，供汽流量約為35～40噸/小時(shí)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：電廠(chǎng)2020年1月份供熱標(biāo)煤耗平均為41kg/GJ，暫按標(biāo)煤價(jià)格取850元/t，1t蒸汽的熱值按3GJ計(jì)算，外供1t蒸汽按階梯汽價(jià)格取均值190元/t，則扣除相關(guān)成本后電廠(chǎng)每噸蒸汽的含稅收益約為85元/t。根據(jù)電廠(chǎng)統(tǒng)計(jì)的數(shù)值，松原化工2020年1月電廠(chǎng)外供蒸汽同比增加2.37萬(wàn)t，電廠(chǎng)凈盈利約為200萬(wàn)元。

綜上所述，熱壓機(jī)只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，計(jì)算準(zhǔn)確，可以靈活調(diào)整蒸汽背壓滿(mǎn)足東港市生產(chǎn)企業(yè)用汽需要，同時(shí)適應(yīng)和促進(jìn)了電廠(chǎng)的發(fā)展，并有利于節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和居民的生活環(huán)境，符合國(guó)家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策及華能集團(tuán)公司熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，具有明顯的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益和社會(huì)效益。

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