300MW純凝汽式機組供熱節能改造

崔振杰

（華電國際十里泉發電廠節能環保部，山東 棗莊 277103）

棗莊城市集中供熱主要依靠小型供熱機組，能耗高，效率低。供暖季節出現耗能高的小機組與低耗能的大型凝汽式發電機組爭電負荷現象，使大型發電機組負荷率降低，機組效率下降，發供電煤耗上升，造成能源浪費。為此，將原N300-16.7/537/537型汽輪發電機組改為N320/300-16.7/1.0/537/537型，改造后供電煤耗下降較多，節能效果十分顯著，其改造前后的主要指標對比見表1。

表1

但火力發電廠300MW純凝汽式機組改為供熱機組有很多問題需要解決，以下介紹300MW純凝汽式機組進行供熱改造出現的問題和應對策略。

一、機組改造方案的確定與實施

1.機組改造前應對機組進行性能調查試驗。300MW純凝汽式機組已經運行多年，汽輪機、鍋爐、輔機設備性能發生變化。尤其是鍋爐的蒸發量、再熱器實際通流能力和汽輪機的實際性能指標應有準確的數據，為供熱改造的方案選擇提供依據。

2.熱電合供汽輪機效率公式ηth=ηt[1+Q/W]，其中ηt為純發電汽輪機效率，Q/W為熱電合供汽輪機的熱電比。由此可見，熱電比越大熱電效率越高，但其發電能力會有所下降。因此應根據機組供熱經濟性分析確認最經濟的供熱量，并通過熱力計算，確認機組供熱抽汽量。

3.凝汽式機組改為供熱機組的方法，是在原抽汽位置開孔增加供熱抽汽，供熱抽汽量取決于熱負荷的參數。熱電聯產的熱負荷分為兩種，一是采暖用熱負荷，利用低溫低壓蒸汽加熱循環水實現熱能的輸出；二是工業用熱負荷，直接向用戶輸出蒸汽。機組供熱改造方案的確定應根據電廠周圍需用熱負荷的情況，即熱負荷的壓力溫度需求，最終確定在機組那段抽汽位置開孔進行供熱抽汽。

4.為避免供熱抽汽過多影響機組發電能力，供熱抽汽應盡可能選擇能級較低的抽汽段。300MW純凝式發電機組改造為抽汽供熱機組的采暖抽汽部位選擇在四段抽汽位置。

5.對工業用熱負荷進行全面調查，合理選擇機組抽汽參數與熱負荷參數相匹配的位置開孔抽汽。300MW純凝式發電機組對工業抽汽位置選擇在中、低壓缸連通管進行抽汽，通過減溫減壓來滿足工業用戶用汽。

二、機組改造對汽機本體的影響

1.改造后，供熱抽汽位置前的汽機通流部分將處于大流量工況，監視段壓力會升高，靠近抽汽口的動、靜葉片還將受到偏流的影響，如果機組長期運行葉片壽命會縮短，需要重新校核動、靜葉片強度是否滿足要求。

2.改造后，汽機的高、中、低壓缸流量會發生很大變化，機組帶熱負荷后可能會出現快速減熱負荷的情況，機組軸向推力的自平衡力會有較大變化，要對極限工況轉子推力進行核算，必要時更換推力瓦塊。

三、機組改造后對調節系統的要求

1.為提高供熱機組運行的安全性，防止供熱機組運行中出現甩電負荷，在抽汽管道上需安裝一個逆止閥和一個電動截止閥，并串聯一個快速抽汽調節閥，在機組甩負荷時，可快速關閉抽汽系統，防止鄰機大量蒸汽倒灌，確保機組運行安全、可靠。

2.純凝汽式機組調節系統按電負荷運行方式，即并列前調整轉速，并列后調整電負荷。機組改為供熱后需增加供熱調節系統。

3.城市居民采暖供熱用戶多，供熱面積大，需要的熱負荷多，社會責任重大，所以，對改造后供熱機組運行的安全性、可靠性要求很高。因機組熱負荷的切換速度較慢，為防止汽機和電氣部分出現故障影響供熱，必須在主蒸汽門前安裝供熱減壓站。當鍋爐運行正常，汽機和電氣部分發生故障時，主蒸汽可通過減溫減壓直供用戶，為備用機組接帶熱負荷縮短時間。

四、機組改造后對水質的要求

1.居民采暖供的熱負荷，熱網加熱器將蒸汽冷卻后的疏水基本全部回收，工質損失較小。供工業用戶的熱負荷，由于回水率很低，因此需要向熱力系統補充除鹽水，避免對供熱系統設備造成腐蝕。除鹽水必須經過除氧才能補入熱力系統，保證熱力系統的正常運行。

2.化學處理的除鹽水進入凝汽器喉部，用汽輪機排汽對除鹽水進行加熱，并利用凝汽器的真空進行除氧。在凝汽器喉部高速排汽區布置高效霧化噴嘴，補水與汽輪機排汽進行混合換熱，吸收排汽凝結時放出的氣化潛熱，使補水達到真空狀態下的飽和溫度，除去補水中的氧。

五、效果

1.改造后，供電煤耗下降為24g/kW·h，年可節約標準煤為32000余t，有效降地降低了發電成本，增加了企業利潤。

2.關閉了許多高耗能、高排放的小型供熱機組，降低能源消耗，節省煤炭資源，提高能源利用率。同時，減少污染物排放，社會效益顯著。