熱壓機供熱改造的討論

宋寧

【摘要】通過對華能丹東電廠實際運行情況的調查，發現夏季發電負荷較低，機組很難滿足多用戶同時用汽，本文主要介紹了利用熱壓機匹配壓力后供熱的方法。

【關鍵詞】熱壓機;壓力匹配;供熱管道

一、前言

熱壓機作為一種蒸汽噴射器可以將兩種汽源動態調節，是一種簡單的壓力匹配裝置，可以靈活滿足電廠對外供熱參數要求，從而達到節能減排，增加企業盈利。

以華能丹東電廠為例，華能丹東電廠工程于1997年3月17日由國務院批準正式開工，兩臺機組分別于1998年11月23日和1998年12月12日，順利完成168小時試運后，投入商業運行。

裝機為2×350MW進口燃煤機組，電廠先后兩次對兩臺350MW機組進行本體改造，達到機組供熱能力360MW，實現城市集中供熱的目的。改造之后汽輪機參數如下：

額定工況功率 319.684MW

壓力 16.67MPa

溫度 538℃

新汽額定流量 1128t/h

再熱蒸汽額定參數：

壓力 3.04MPa

溫度 538℃

供熱抽汽壓力 0.98MPa

供熱抽汽溫度 372℃

最大抽汽量260t/h

冷卻水設計溫度20℃

通過對電廠實際運行情況的調查，并根據汽輪機制造廠的相關計算及校核，在采暖期參與深度調峰發電負荷將至40%左右且維持現有采暖熱負荷的前提下，單臺機組再熱熱段蒸汽能夠抽取的蒸汽量為68t/h;在非采暖期參與深度調峰發電負荷將至30%左右時能夠抽取的再熱熱段蒸汽流量可以達到68t/h，受到發電負荷較低的限制，再熱熱段蒸汽壓力需要進行調節。

根據熱負荷資料及電廠主機的實際運行情況，機組正常工況時擬定采用新建1臺80t/h減溫減壓器，用熱再蒸汽減溫減壓以滿足供汽參數要求。

本文討論當機組低負荷運行時，熱再壓力低于1.8MPa時，用熱壓機調整蒸汽壓力供汽。

二、熱壓機方案

熱壓機主要由蒸汽噴嘴、吸入室和擴散管等三個部分組成，其中擴散管又可分為混合段、第二喉管段及擴散段等三部分。

熱壓機安裝在汽輪機本體外，具有結構簡單、調節靈活等特點，目前多用于凝汽式汽輪機改成供汽式汽輪機，該裝置已在國內部分熱電廠應用。可實現自動控制，根據引射出口蒸汽壓力的返回信號，來調節汽汽引射器調節芯的行程，從而調整高壓進汽的流量參數，使其滿足中壓蒸汽的壓力要求。根據引射出口蒸汽溫度的返回信號，來調節汽汽引射器減溫水電動調節閥的開度，從而調整減溫水的流量參數，使其滿足引射出口蒸汽的溫度要求。根據本項目實際調峰特點，使用熱壓機方案可以滿足對外供汽和機組低負荷運行需要。

根據熱負荷資料及電廠主機的實際運行情況，并考慮到初投資等相關因素，暫定本期新建一臺50t/h熱壓機。根據了解現場需求，確定熱壓機出口參數為1.8MPa.a、270℃。

由于丹東電廠熱壓機供汽系統主要在機組低負荷調峰期間投用，目前尚無低負荷機組運行設計參數，采集機組實際運行典型參數，提取低負荷點壓力為9.11MPa。參考實際運行情況，機組夏季負荷低于155MW，熱再壓力低于1.8MPa，主汽平均運行壓力9.50MPa，140MW以下主汽平均運行壓力9.21MPa;冬季負荷低于105MW，熱再壓力低于1.8MPa，主汽平均運行10.27MPa（高于13MPa為偶發值）。

綜上，參考機組滑壓曲線設計點，考慮抽汽工況，本工程熱壓機進汽壓力設計點選擇9.31MPa。機組負荷50MW時擬定本期熱壓機出口供汽流量50t/h，供汽溫度270℃。

三、熱壓機供熱優勢

由于主蒸汽直接減溫減壓存在較大節流損失和做功損失，且會過渡消耗主蒸汽。

熱壓機優點：

（一）相對非調整抽汽減溫減壓方案管路布置稍復雜，但相對可調整抽汽，仍較為簡單，只需新增相應管路設備，改造周期短。

（二）可以常年供汽，不受機組負荷的限制，增加調峰深度。

（三）相對非調整抽汽減溫減壓方案節省了高品位能源，利用了部分低參數的蒸汽，節約能源。

（四）根據供汽系統的特點，在保證供汽質量最佳的前提下，有一個與其對應的最佳的流量和最佳溫度（溫差）。所以，最佳調節的運行工況是質和量的綜合調節。一方面達到了最佳的供汽效果，另一方面達到了最大限度的降低供汽的熱耗和電耗。

四、經濟型分析

經計算，本期工程實施后，擬定年供汽量約為71.8×104GJ，如果產生同樣的熱量，采用電廠供汽方式對比于小鍋爐房供汽（鍋爐效率按小型鍋爐數值70%選取）方式來說，每年可減少燃用標煤量約為0.8×104t，年減少二氧化碳的排放量為3.14×104t/a，年減少二氧化硫的排放量為898t/a，年減少粉塵的排放量為756t/a。

目前為止，西區一期項目已實施供汽，供汽流量約為35～40噸/小時，根據相關數據顯示：電廠2020年1月份供熱標煤耗平均為41kg/GJ，暫按標煤價格取850元/t，1t蒸汽的熱值按3GJ計算，外供1t蒸汽按階梯汽價格取均值190元/t，則扣除相關成本后電廠每噸蒸汽的含稅收益約為85元/t。根據電廠統計的數值，松原化工2020年1月電廠外供蒸汽同比增加2.37萬t，電廠凈盈利約為200萬元。

綜上所述，熱壓機只要系統設計合理，計算準確，可以靈活調整蒸汽背壓滿足東港市生產企業用汽需要，同時適應和促進了電廠的發展，并有利于節能減排和環境保護，改善區域環境質量和居民的生活環境，符合國家節能減排產業政策及華能集團公司熱電聯產發展專項規劃，具有明顯的經濟、環保效益和社會效益。

參考文獻：

[1]《大中型火力發電廠設計規范》（GB50660-2011）.

[2]《火力發電廠汽水管道設計規范》（DL/T 5054-2016）.

[3]《熱電聯產項目可行性技術規定》.