蒸汽聯合循環發電機組供熱運行方式研究

倪瑋晨 張長志 趙 毅 李浩然

（國網天津市電力公司電力科學研究院 天津 300384）

引言

隨著F型發電機在燃氣--蒸汽聯供熱循環系統中的應用，建立的熱電站也開始替換原有的發電機組，大批量的使用9F型號，極大程度上緩解了供熱需求量上升的壓力。為此，以天津華電南疆熱電有限公司的9F級別循環機組為例，具體分析供熱運行方式至關重要。

1 9F型燃氣--蒸汽發電機組概述

從實際的情況來看，現階段9F型燃氣--蒸汽聯合循環機組是主要的熱電設備，主機設備包括了燃氣輪機、余熱鍋爐和蒸汽輪機，其中“9F”是燃氣輪機型號中250MW級的總稱，聯合循環的配置方式則是以單軸和多軸配置為主，外部的供熱循環是根據供熱數據差別具體確定[1]。

2 供熱運行方式

燃氣--蒸汽聯合循環發電機組的供熱運行模式是以空氣進入、天然氣加熱、余熱鍋、高中壓缸、低壓缸以及熱網加熱器設備的循環是實現供熱作業。但從實際的運行方式來看，有些聯合機組在運行時會因熱負荷過重出現低壓缸自動退檔等問題，9F型聯合發電機組的穩定性更強，具體的運行方式如下。

2.1 背壓運行方式

燃氣--蒸汽聯合循環發電機組中，背壓運行方式是主要的形式之一，它的構成種類中純背壓運行的方式只能靠熱網的用量來調整發電量了，如果熱網用汽量比較穩定，且超過額定蒸汽的50%以上，設定好背壓壓力后，投入自動調節。機組背壓工況運行時，低壓轉子隨轉。熱網加熱器疏水回至凝結水泵前置泵出口凝結水系統，通過凝結水泵送入鍋爐尾部低壓省煤器，并進入低壓汽包兼除氧器。余熱鍋爐產生的低壓過熱蒸汽與全部汽輪機中壓缸排汽一起進入熱網加熱器。而9F型的背壓方式主要是兩種。一是，二拖背壓式的運行方式。“二拖一背”運行方式下，發電機組是以兩個“一拖一”機組的組合形式開展，在原有的供熱設備的基礎上，新建一套與原有設備相匹配的燃氣輪機和余熱鍋爐的發電機組。二是，一拖一背壓式運行方式。“一拖一”背壓式是燃氣--蒸汽聯動循環發電機組的常見方式，運行的過程先是燃氣機進行解汽的作業，余熱鍋爐產生的不同壓力值需要從旁支的通道傳輸，通過另一臺燃機帶動汽輪機的工作，根據實際的數據來看，此模式下運行負荷和供熱量之間的呈現出了正比例的關系。

2.2 抽凝運行方式

機組抽凝工況運行時，熱網疏水經過熱網疏水泵，直接排至凝結水泵前置泵出口，與凝結水一起送入鍋爐尾部低壓省煤器，并進入低壓汽包兼除氧器。余熱鍋爐產生的高壓過熱蒸汽、再熱蒸汽分別送入汽輪機的高、中低壓缸作功，乏汽排入凝汽器。余熱鍋爐產生的低壓主蒸汽與汽輪機中壓缸排汽合并后作為供熱抽汽至熱網加熱器，實現對外供熱，另外一部分中壓缸排汽進入汽輪機低壓缸做功。

2.3 純凝工況

機組純凝工況運行時，凝汽器來的凝結水由凝結水泵前置泵升壓，經過除鐵過濾器過濾、軸封加熱器，再經凝結水泵主泵加壓并后送入鍋爐尾部低壓省煤器，之后進入低壓汽包兼除氧器。除過氧的給水一部分通過低壓蒸發器和過熱器生成低壓過熱蒸汽，其余的給水經過高、中壓給水泵，分別經過高、中壓省煤器、蒸發器和過熱器分別生成高、中壓過熱蒸汽。高壓缸排汽與中壓過熱汽混合后送入再熱器生成再熱蒸汽。余熱鍋爐產生的高壓過熱蒸汽、再熱蒸汽和低壓過熱蒸汽分別送入汽輪機的高、中壓缸入口和低壓補汽口，在汽輪機中作功后，乏汽排入凝汽器。

2.4 全切工況

機組汽輪機全切工況運行時，熱網回水經凝結水泵升壓后，送入鍋爐尾部低壓省煤器，并進入除氧器及低壓汽包。低壓汽包內的水一部分經低壓蒸發器、過熱器，產生低壓過熱蒸汽送至熱網。低壓汽包內另一部分水經高、中壓給水泵，分別送入高、中壓系統。高壓系統的水經高壓給水泵增壓后流經高壓省煤器、高壓蒸發器和高壓過熱器，產生高壓過熱蒸汽經汽輪機高旁減溫減壓，與中壓過熱蒸汽匯合后經過再熱器進入中旁，經中旁減溫減壓后送至熱網。

結語

社會經濟發展和社會生活離不開熱電廠的資源供給，加上節能環保的理念要求，使用9F型燃氣--蒸汽聯合循環發電機組是發展的必然要求，在實際的供熱運行過程中，主要是以背壓運行方式以及抽凝運行方式為主，對促進聯動機組的供熱起到了關鍵的作用。