能源梯級利用在電廠熱網(wǎng)疏水改造中的應用

張月雷

摘要：勝利油田勝利發(fā)電廠為降低汽輪發(fā)電機組煤耗，以能源梯級利用原則為指導，對300MW機組熱網(wǎng)疏水回收系統(tǒng)進行了研究分析，并對該系統(tǒng)和疏水回收方式進行了改造，經(jīng)測試，改造后單臺機組煤耗降低3.2g/kWh。

關鍵詞：熱網(wǎng)；疏水；改造；煤耗

因國家節(jié)能減排的要求，目前火力發(fā)電廠汽輪機組的節(jié)能壓力較大，其增效點即在于能源的梯級利用。勝利油田勝利發(fā)電廠2300MW機組型號為C300/237-16.7/0.39/537/537（合缸），供熱抽汽由五段抽汽（16級）提供，設計供熱抽汽流量350t/h，最大流量550t/h。在對熱網(wǎng)疏水回收系統(tǒng)進行分析后，認為原運行方式并不合理，機組經(jīng)濟性差。通過探索熱網(wǎng)疏水回收利用的合理方式，按照能源梯級綜合利用原則，通過?和熵分析方法對機組回熱抽汽系統(tǒng)進行分析，制定系統(tǒng)優(yōu)化方案并實施改造，達到降本增效的目的。

1、原系統(tǒng)存在的問題

1.1 熱網(wǎng)疏水溫度約120℃，原運行方式將其經(jīng)過兩級冷卻后回收至機組凝汽器，但存在以下兩個個問題。

一是機組的冷源損失大。熱網(wǎng)疏水經(jīng)過軟化水冷卻器及疏水冷卻器冷卻至50-60℃后，直接排入凝結水溫約20℃的凝汽器，大大增加了機組的冷源損失。

二是#4、#5抽汽量增大，能源梯級利用不合理。供熱期間進入#8、#7、#6低加的抽汽量較純凝工況大幅減少而凝結水量不變，大大增加了#4、#5抽汽量，減少了這部分高品質蒸汽的發(fā)電做功。同時， #5低加疏水量增大，通過正常疏水逐級自流方式無法及時排出，不得不將#5低加高溫疏水直接倒入凝結器，進一步增加了機組冷源損失。

1.2 根據(jù)原系統(tǒng)管道設計可將熱網(wǎng)疏水回收至除氧器，能夠解決上述兩個問題，但有兩個問題需要解決。

一是原熱網(wǎng)疏水泵不能滿足要求。原疏水泵揚程偏小，不能滿足將熱網(wǎng)疏水回收進入除氧器的需要。另外熱網(wǎng)疏水泵輸送的工質溫度升高，對疏水泵各部件影響較大，特別是機封部件經(jīng)過短時間運行即發(fā)生泄漏。故需要重新對熱網(wǎng)疏水泵進行設備選型。

二是熱網(wǎng)疏水回收至機組除氧器后，熱網(wǎng)補水缺乏加熱熱源。為保證熱網(wǎng)疏水進入機組除氧器的溫度，需將軟化水板式換熱器停運，熱網(wǎng)軟化水補水不經(jīng)加熱直接進入熱網(wǎng)除氧器，補水溫度較低，增加了熱網(wǎng)除氧器蒸汽消耗，而熱網(wǎng)除氧器使用機組五段抽汽加熱，每小時進入軟化水系統(tǒng)的蒸汽量與原工況相比多出20t，而機組抽汽為除鹽水，其成本為25元/t，遠高于軟化水的7元/t，每年將增加制水成本100萬元，經(jīng)濟性差。

2、改造方案

2.1 增加一臺軟化水加熱器，提高熱網(wǎng)除氧器補水溫度

軟化水加熱器采用表面式換熱器，運行時軟化水加熱器和熱網(wǎng)除氧器汽源一同由機組供熱蒸汽（五段抽汽）供汽，其作用為加熱進入熱網(wǎng)除氧器的軟化水補水，將軟化水溫度提升至90℃后進入熱網(wǎng)除氧器，大大減少除氧器的耗汽量。軟化水加熱器產(chǎn)生的疏水經(jīng)泵升壓后回至本機疏水箱，避免高成本的除鹽水進入較低成本的軟化水。

2.2 升級更換4臺熱網(wǎng)疏水泵

對整個熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)的水阻進行重新計算與校核，根據(jù)校核結果，對熱網(wǎng)疏水泵進行重新選型和整體更換工作，以滿足熱網(wǎng)疏水回收至機組除氧器運行方式的需要。

3、改造后的效果與效益分析

目前經(jīng)過改造運行，系統(tǒng)運行良好，經(jīng)濟效益高。通過改造，機組冷源損失減小，回熱系統(tǒng)運行方式更加合理。

3.1 實現(xiàn)能源的梯級利用

改造前后機組參數(shù)見下表。

由上表可見，在電負荷、供熱抽汽流量、凝結器真空、排汽溫度基本相同的工況下，疏水倒除氧器后主汽流量較之前降低16t/h，機組汽耗率明顯降低。將熱網(wǎng)疏水倒至機組除氧器后，一至五抽工況變化不大，但六抽壓力獲得了大幅提升，說明五抽蒸汽量大幅減少，減少的這部分蒸汽不再加熱凝結水而是在汽輪機內繼續(xù)向后做功，體現(xiàn)了高品質能源高利用、低品質能源低利用的能源梯級利用原則，充分利用工質的?做功，減小了機組的?損失，符合能源梯級利用原則。同時，由于汽輪機5抽后溫度大幅升高，提高了末級葉片干度，有效避免了汽輪機濕區(qū)前移，減輕了汽流對末級及次末級葉片的沖刷，提高了機組安全性。

3.2 經(jīng)濟效益可觀

按供熱天數(shù)100天、每臺機組熱網(wǎng)疏水流量350t/h計算，改造后的經(jīng)濟效益如下。

3.2.1 熱網(wǎng)疏水回收至機組除氧器可減少機組冷源損失45.3GJ/h，折合減少損失標準煤1.713t/h，降低成本1370元/小時。在考慮凝結水泵少耗電量與熱網(wǎng)疏水泵多耗電量之后，可降低成本1367元/小時，單臺機組年可降低成本328萬元。

3.2.2 減少#5低加疏水直排凝汽器的冷源損失7.59GJ/h，折合減少損失標準煤0.287t/h，可降低成本229.9元/小時，單臺機組年可降低成本55.2萬元。

由以上兩項計算可知，改造后單臺機組總計可減少標準煤消耗2t/h，年可降低煤耗4800t，兩臺機組可降低煤耗9600t，按兩臺300MW機組全年發(fā)電量30億千萬時計算，可降低全廠發(fā)電煤耗3.2g/KWh，兩臺機組可降低成本767萬元。

3.3 社會效益顯著

由于煤耗的降低，燃燒所排放的氮氧化物、硫化物等大氣污染物減少，用于脫硫、脫硝的成本降低，此部分的經(jīng)濟及社會效益均非?？捎^，

4、總結

本次改造通過大量、嚴謹、準確的計算與校核，自主設計、自主施工完成了改造，目前系統(tǒng)運行穩(wěn)定，取得了預期的效益，同時還達到了鍛煉培養(yǎng)人才的目的，改造達到了預期的目標。

5、參考文獻：

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