供中壓蒸汽節能項目實施與成效分析

鈕惠祥

（盛虹集團有限公司熱電分廠，江蘇 蘇州 215228）

國家一直提倡節能環保，隨著熱電廠供汽量的增加和穩定，采用背壓式汽輪機供應中壓蒸汽為印染企業的定型機供熱已成多數企業的選擇，這種供汽模式與直接采用減溫減壓器供應中壓蒸汽的模式相比不僅成本明顯降低，而且更加節能環保，提高企業的效益。

某公司熱電分廠承擔著周邊印染企業的集中供熱，隨著國家節能減排政策的積極推進，印染廠小型的燃煤導熱油鍋爐必須停運。2015 年開始，周邊的印染企業把定型機熱媒由導熱油加熱改造成用中壓蒸汽加熱。為了滿足周邊企業定型機改造的要求，熱電廠于2015 年建設了4 臺減溫減壓器供中壓蒸汽。隨著印染企業定型機用汽量的增加，2018 熱電廠供中壓蒸汽達到了50t/h。減溫減壓器供應中壓蒸汽，是把高品位的高壓蒸汽直接變成低品位的中壓蒸汽，能量浪費大。為了積極響應國家節能減排的大政方針，某集團有限公司通過同行業的供中壓蒸汽的改造情況的考察，通過多方論證，2018 年決定建設1 臺1.5MW 的背壓機替代現有4 臺減溫減壓器供應的中壓蒸汽，將高品質的蒸汽轉化為電能，而且降低了運行成本。

1 項目內容

1.1 熱負荷現況

國家“十三五”節能減排綜合工作方案提出“十三五”期間節能減排的主要目標和重點工作，把降低能源強度、減少主要污染排放總量、合理控制能源消費總量的工作有機結合起來，國家發展和改革委員會關于“印染行業準入條件”的要求實施，進一步加強節能環保，促進企業又快又好發展，減輕輕紡印染行業污染對生態環境的壓力，促進產業結構調整。根據當地區域環境容量，適度控制印染產業的發展規模，促進印染行業從規模經濟向效益經濟過渡。加大印染設備技術改造力度，加強新工藝、新技術的開發應用。推行清潔生產，淘汰陳舊落后、能耗高、性能差的生產設備，用高新技術提升印染行業。鼓勵企業采用清潔高效的新技術，提高能資源利用效率；開展資源綜合利用，采用低廢，無廢工藝，建設高效的設備和完善的管理制度，從源頭削減污染物產生量。

某集團有限公司根據集團內部印染廠定型機加熱的特點，積極創新采用更加節能環保的加熱模式。印染企業的定型機的加熱溫度在170 ～220℃左右，原來定型機均采用燃煤鏈條式導熱油鍋爐加熱的方式，鍋爐效率在55%～60%，容量小、效率低，煙氣處理系統簡陋，無法達到國家節能減排技術指標要求。集團內印染企業積極改造定型機，采用中壓蒸汽作為熱源，由熱電廠供應熱源，已經取得成功。2015 年，某集團有限公司熱電分廠建設4 臺減溫減壓器為周邊印染企業的定型機供應中壓蒸汽，替代現有的小型導熱油鍋爐。

雖然熱電廠用減溫加壓器供應中壓蒸汽，替代了小型導熱油鍋爐，減少了污染排放，更加環保，但高品質的蒸汽直接降低為低品質的蒸汽，經多方論證，用背壓式汽輪機代替減溫減壓器供應中壓蒸汽，進一步提高能源的利用率。

1.2 供中壓蒸汽汽輪機改造的內容

1.2.1 機組的選型

原來的中壓蒸汽由4 臺減溫減壓器將高品質的高溫高壓蒸汽減溫減壓至低品質的中壓蒸汽。定型機中壓蒸汽用量少時，由減溫減壓器供應是合適的，隨著中壓蒸汽用汽量的增加，用汽量趨于穩定（中壓蒸汽量：最大55t/h(50.6)，平均50(46.6)t/h, 最小45(41.4)t/h），此時，仍然使用減溫減壓器供應就會造成大量能量的浪費，改造現有的中壓蒸汽的供應模式時必須的。背壓汽輪機正好滿足將次高溫次高壓蒸汽轉換為中溫中壓蒸汽的要求，同時將能量回收轉換為電能，提高了整體能源的利用率。

背壓式汽輪機除利用蒸汽發電外，排汽全部利用供應中壓蒸汽。背壓式汽輪機發電機組發出的電功率由中壓蒸汽量荷決定，用于熱負荷穩定的場合，本項供應中壓蒸汽量穩定，滿足了背壓式汽輪機的特點。某集團熱電分廠現有鍋爐為次高壓次高溫，鍋爐蒸汽參數為：壓力5.30MPa，溫度485℃。本項目選擇1 臺與現有熱電廠機組主蒸汽壓力參數一致的1.5MW 背壓發電機組，發電機輸出10kV 電力送至現有的供電系統。

1.2.2 主要設備

（1）背壓式汽輪機

型號：B1.5-4.9/3.0；汽輪機額定功率：1.5MW；額定進汽壓力/溫度：4.9MPa/470℃；額定排汽壓力/溫度：3.0MPa/405℃；額定進汽量：50.1t/h；數量：1 臺。

（2）發電機

型 號：QF-J1.5-2 型； 額 定 功 率：1.5MW； 電 壓：10.5kV；轉數：3000r/min；數量：1 臺。

1.2.3 系統的主要組成

本工程建設1 套1.5MW 次高溫次高壓背壓機組，為加強系統運行的安全性、靈活性、可靠性，根據相關規程的要求和工程的布置特點，本工程熱力系統的管道與現有機組采用母管制，系統主要由主蒸汽系統、中壓蒸汽排汽系統疏水系統、油系統組成。

1.2.4 改造汽輪機的布置

本工程原主廠房采用三列式布置，即汽機房-除氧煤倉間-鍋爐房。本次改造汽輪機布置在原來4#汽輪機側的空余空間。汽輪機組為小島式橫向布置。運轉層布置汽輪機組。汽機房底層布置油站等設備。機房原有起重機1 臺，以便機組的安裝、檢修等。

改造汽輪機進口蒸汽接自于熱電廠現有的主蒸汽母管，汽輪機排汽至原減溫減壓器對外供熱母管。

2 項目方案分析

2.1 改造方案安全性分析

本改造新建1 臺B1.5-4.9/3.0 背壓式汽輪機機組，不僅供應中壓蒸汽，同時可以提供電負荷，可謂一舉兩得，節能又環保。通過改造用背壓式汽輪機的排汽供應中壓蒸汽，同時將減溫減壓器作為備用設備，更能保證中壓蒸汽穩定安全運行。平時背壓式汽輪機全負荷運行，事故時有減溫減壓器供應，系統能夠高效安全可靠地運行。

2.1.1 節能效益和環境影響

通過改造采用背壓式汽輪機供應中壓蒸汽，實現了能源梯級利用。將高品位的蒸汽先用于發電，最后低品位的熱量再用于供熱，代替直接將高品位的蒸汽浪費的減溫減壓器，能源利用更充分、更環保。

改造前供熱標煤耗41.6kg/GJ，耗標煤量6.065t/h；改造后用背壓式汽輪機供應中壓蒸汽耗標煤量6.55t/h，供熱標煤耗39.1kg/GJ,供電標煤耗626g/KWH。改造前與改造后總的理論耗標煤量相差0.16t/h，但是改造后可比改造前外供1051kW 的電力負荷，按照江蘇省平均供電標煤耗322g/kwh，年運行7200h 計算，每年可節約標煤2437t/h 標煤，每年可減排二氧化硫約27.9t 左右，二氧化碳約3683t 左右，粉塵約3.97t 左右。通過新建一臺背壓式汽輪機機組的改造，不僅節能效益顯著，而且具有良好的環境效益，為吳江的環境建設起到了積極的作用。

2.1.2 供熱經濟性和投資效益分析

在用減溫減壓器供應中壓蒸汽運行工況下，只是改變了蒸汽的品質。而改造后采用背壓式汽輪機機組，充分利用了蒸汽品質的差別性，提高了能源的利用率，額外增加了電負荷。雖然前期投資較大，項目投入運行后，很快就可以全部實現投資回收。如果電價按照0.58 元/kwh，標煤煤價格1000 元/t，每年可增加收入324 萬元。可見，通過改造采用背壓式汽輪機供應中壓蒸汽，具有較好的經濟效益。

3 結語

以上分析是結合工程實際情況，本著節能環保的原則，雖然裝機容量小，但是改造后具有良好的經濟效益及環保效果，該背壓式汽輪機機組對外1051kW 的電力負荷，節約能源，符合國家節能減排的政策方針，該項目于2019 年4 月15 日運行，從運行結果來看，與預測的結果基本相同，該項目的實施及投運為保護蘇州的藍天起到了積極作用。