減溫減壓技術在現代工業供熱中的應用分析

周健鏗?張祎?金鑫

摘 要 雖然小汽輪機和壓力匹配器技術在理論意義上能夠節約能源，提高能源利用效率，但是在實際工業改造中需綜合考慮機組情況、外界熱負荷規模、工業用汽參數等多方面因素來進行對比分析，確定選擇合適的減溫減壓技術。本文以某電廠660MW純凝機組工業抽汽改造為實例，對比分析了減溫減壓器技術、壓力匹配器以及背壓式小汽機技術在該工程中的適用性，給減溫減壓技術在工程實踐中的應用提供了一定的參考價值。

關健詞 減溫減壓；工業供熱；熱電聯產；工程應用

前言

目前，國內常用的減溫減壓技術主要有以下幾種，一是采用減溫減壓器，直接將中壓蒸汽或高壓蒸汽進行減溫減壓，使其達到供汽參數要求；二是采用壓力匹配器，以高壓蒸汽通過高速噴嘴引射低壓蒸汽，解決了電廠單抽汽機組的雙參數供熱問題，得到了最佳供熱運行方式[1]；另一種發展較快的供熱方式是利用高排蒸汽驅動小汽機帶動電廠輔機做功（如給水泵、引風機、熱網循環水泵等），此種方式實現了能量的梯級利用，降低了節流損失，同時降低了廠用電率[2]。

本文以安徽華電六安電廠的660 MW純凝機組工業抽汽改造為實例，對減溫減壓技術的實際應用進行分析。電廠原有供熱方式是利用再熱冷段抽汽進行供熱，而面對新增長的工業熱負荷，冷再抽汽蒸汽參數過高，必須進行減溫減壓以滿足熱用戶對蒸汽參數的要求，結合上述三種減溫減壓技術方案進行對比分析，確定改造方案。

1 減溫減壓技術介紹

減溫減壓器優點包括：①技術成熟，管路相對簡單，改造周期短；②投資低，主要是減溫減壓器費用、管道費用和電氣儀表費用。其缺點主要有：節流損失較大，造成能源的直接浪費。

壓力匹配器優點主要包括： ①改造周期短。改造較為簡單，只需新增相應管路設備；②節約能源。用高參數蒸汽提升低參數蒸汽達到中間參數蒸汽，可以利用一部分已做功發電的低壓蒸汽；③投資相對較少。其缺點有：①噪音較大，必須增設專用隔音罩；②投資相對減溫減壓方案稍大；③壓力匹配器的變工況性能較差，在高壓蒸汽壓力較低時，整體效率偏低，節流損失很大。

背壓式汽輪機排汽所含的熱量絕大部分被熱用戶所利用，不存在冷源損失，熱效率較凝汽式汽輪機為高。其優點主要包括：①避免閥門的節流損失，實現能量梯級利用，提高機組的熱經濟性；②降低了廠用電率，使得廠用電網可靠性增加。其缺點有：①熱力系統相比減溫減壓和壓力匹配器技術要復雜，蒸汽參數的波動一定程度影響小汽機的穩定運行；②小汽輪機的運行方式要受對外供熱熱負荷變化等因素的影響。

2 方案對比與選取

現以安徽華電六安電廠的660 MW純凝機組工業抽汽改造為實例， 電廠原有供熱方式是利用再熱冷段抽汽進行供熱，而面對新增長的工業熱負荷，冷再抽汽蒸汽參數過高，必須進行減溫減壓以滿足熱用戶對蒸汽參數的要求，現結合上述三種減溫減壓技術方案進行對比分析，確定改造方案。外界熱用戶需求的蒸汽流量為60t/h，溫度為320℃，壓力為1.5Mpa.a。

2.1 減溫減壓器方案

通過在冷再抽汽管道上直接加裝減溫減壓器來降低蒸汽參數，減溫水考慮從給水泵中間抽頭處抽取，隨著機組負荷的變化，給水泵中間抽頭的壓力為7.675MPa，溫度在160℃-188℃之間。

2.2 壓力匹配器方案

壓力匹配器低壓蒸汽的單級升壓比不能超過2.5，即輸出蒸汽壓力與低壓蒸汽壓力的比值不能超過2.5，若升壓比大于2.5，壓力匹配器進入極限工況，效率急劇下降。表1為不同抽汽口位置的壓力匹配器選型說明。

結合上表分析可知，現有抽汽口由于機組負荷波動太大，以及抽汽參數和流量的限制，沒有合適的低壓蒸汽抽汽口。因此，壓力匹配器方案不適合本次改造項目。

2.3 小汽機方案

在蒸汽流量60t/h的情況下，背壓式小汽機乏汽仍需節流才能滿足出口為1.5MPa，溫度為320℃品質的蒸汽。在50%THA、75%THA和100%THA工況下小汽機分別可以發電1493.85kW，862.09kW和76.3kW，供電煤耗分別下降1.36g/kwh，0.55g/kwh和0.07g/kwh。可見，小汽機的經濟運行易受入口蒸汽品質的影響，機組負荷越高，小汽機做功能力則越低，經濟性越差。另外，當外供熱負荷發生變化時，也會對小汽機的穩定運行造成較大的影響。

2.4 方案選擇

三種技術各有優缺點。其中，壓力匹配器技術在本項目中沒有合適的低壓蒸汽來源，不考慮采用；小汽輪機方案能源利用效率高，但運行易受主蒸汽、熱負荷等外界因素波動影響，系統較為復雜，投資高，不推薦該方案。而減溫減壓器方案雖然產生了一定的節流損失，但從現階段熱負荷情況來看，最為經濟合理，因此推薦技術方案一：采用在再熱冷段抽汽管道上加裝減溫減壓器。

3 結束語

通過對減溫減壓器技術、壓力匹配器以及背壓式小汽機等方案多方面的分析，以安徽華電六安電廠的660 MW純凝機組工業抽汽改造為例，采用減溫減壓器方案是目前最為經濟合理的方案。因此，當電廠抽汽參數與外界熱用戶需求蒸汽參數不匹配時，需要從機組情況，外界熱負荷規模及需求蒸汽參數等多方面進行對比分析，選擇合適的減溫減壓技術。

參考文獻

[1] 李凱，張蕊.利用壓力匹配器研究聯合循環電站供熱方案[J].能源與節能，2014，（1）：64-66.

[2] 高新勇，王偉，孫科.工業供熱優化改造的節能分析[J]. 能源與節能，2015，（11）：88-89.