火電廠純凝汽輪機(jī)組抽汽供熱改造技術(shù)

摘要：大型燃煤電廠供熱改造是火電行業(yè)轉(zhuǎn)型的必然趨勢。在當(dāng)前我國火力發(fā)電廠中，純凝汽式機(jī)組作為其中最為重要的運(yùn)行設(shè)備之一，對火力發(fā)電廠的正常、穩(wěn)定運(yùn)行有著直接且深遠(yuǎn)的影響。而在當(dāng)前我國大力推行“綠色低碳、節(jié)能環(huán)保”的背景下，火力發(fā)電廠需要對純凝汽式機(jī)組供熱進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能改造。因此，本文以某火力發(fā)電廠為例，對廠內(nèi)的300MW純凝汽輪機(jī)組供熱節(jié)能改造進(jìn)行簡要分析研究。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;300MW純凝汽式機(jī)組;供熱節(jié)能改造

一、火電廠300MW純凝汽式機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀

在對火力發(fā)電廠300MW純凝汽式機(jī)組供熱節(jié)能改造進(jìn)行探究的過程中，本文以某火力發(fā)電廠中現(xiàn)運(yùn)行的300MW純凝汽式機(jī)組為例。該機(jī)組主要由汽輪機(jī)、鍋爐等設(shè)備共同組成，根據(jù)相關(guān)檢測數(shù)據(jù)可知，在尚未改造之前，300MW純凝汽式機(jī)組的電負(fù)荷為300MW，主蒸汽流量與再熱蒸汽流量分別約為978t/h與810t/h。抽氣量極低，并且在長期運(yùn)行過程中，300MW純凝汽式機(jī)組部分設(shè)備及其零部件開始出現(xiàn)老化、磨損等現(xiàn)象，使得機(jī)組設(shè)備性能難以始終維持在較高水準(zhǔn)。

二、供熱改造工程抽汽方式

（一）中低壓連通管打孔抽汽

中低壓連通管抽汽口一般取在汽機(jī)房運(yùn)行層的中低壓連通管上，中低壓聯(lián)通管需進(jìn)行下述改動：將聯(lián)通管中心標(biāo)高抬高1.0m～1.4m，以便布置三通及供熱碟閥。中壓缸排汽出口豎直段加裝三通，接出抽汽管道;低壓缸進(jìn)汽口豎直段加裝供熱碟閥，若機(jī)組低壓缸有兩個進(jìn)汽口，則需要裝設(shè)兩個供熱蝶閥來調(diào)整抽汽量。中低壓連通管改造后其膨脹受力情況均會發(fā)生變化，因此，為保證機(jī)組安全運(yùn)行，抽汽改造后中低壓連通管及其補(bǔ)償器一般均需重新設(shè)計制作。

（二）再熱冷段抽汽

工程中為了保證機(jī)組運(yùn)行安全，再熱冷段抽汽口應(yīng)選取機(jī)組熱態(tài)運(yùn)行時再熱冷段蒸汽管道上熱位移盡量小的位置，同時建議切除部分再熱冷段管道，選用成品三通替換切除的管段。抽汽口可取在汽機(jī)房除氧煤倉間處的再熱冷段蒸汽管道上。

再熱冷段抽汽管道直接連接在新增三通接口上，三通及抽汽管道材質(zhì)盡量保證與原再熱冷段材質(zhì)一致或更優(yōu)。抽汽管道上依次增設(shè)液動快關(guān)閥、氣動逆止閥、電動關(guān)斷閥及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，這些閥門就近布置在抽汽點(diǎn)下方的給煤機(jī)平臺處，之后的管道可沿除氧煤倉間靠近鍋爐側(cè)的柱子敷設(shè)。

（三）再熱熱段及低壓旁路抽汽

大型純凝機(jī)組汽輪機(jī)再熱熱段蒸汽管道與再熱冷段蒸汽管道的布置走向類似，因此再熱熱段抽氣口位置以及管道、閥門布置原則與上述再熱冷段抽汽相同。

由于低壓旁路管道與再熱熱段管道相連，目前有很多電廠工業(yè)抽汽從低壓旁路管道上抽汽，其參數(shù)跟再熱熱段蒸汽相同。低壓旁路管道一般位于汽機(jī)房中間層A排柱附近，工業(yè)抽汽會選擇此處管道熱位移最小處作為抽汽點(diǎn)，切除部分低壓旁路管道，選用成品三通替換切除的管段。低壓旁路抽汽管道從此三通處接出，管道上依次設(shè)置的液動快關(guān)閥、氣動逆止閥、電動關(guān)斷閥及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)全部就近布置在抽汽點(diǎn)附近的汽機(jī)房中間層平臺上，之后管道可以直接從A排柱外墻開孔出汽機(jī)房。

三、火電廠300MW純凝汽輪機(jī)組供熱改造

針對當(dāng)前火力發(fā)電廠300MW純凝汽式機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過程中存在的能耗過大、運(yùn)行效率低下等問題。在積極響應(yīng)國家“綠色低碳、節(jié)能環(huán)保”的號召下，設(shè)計人員通過主動結(jié)合300MW純凝汽式機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行要求，嚴(yán)格按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，提出在向廠區(qū)外供熱時新增一路輔汽氣源，并新增一旁路門于供熱系統(tǒng)與輔助氣源間。此時在整個火力發(fā)電廠中，所有公共汽源均由使用輔汽母管制的輔助蒸汽系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供。要求將該輔助蒸汽系統(tǒng)的溫度參數(shù)嚴(yán)格控制在260℃到380℃之間，蒸汽壓力控制在0.8MPa到1.2MPa之間。在啟動鍋爐后將會為輔助蒸汽系統(tǒng)自動提供啟動汽源，減壓后的低溫再熱蒸汽以及四段抽汽則負(fù)責(zé)正常提供其他汽源。而在機(jī)組供熱抽氣量的確定過程中，則需要參考具體熱負(fù)荷參數(shù)。通常熱電聯(lián)產(chǎn)熱負(fù)荷按照其具體類型可以被細(xì)分成采暖用與工業(yè)用兩種不同的熱負(fù)荷。其中前者主要是通過運(yùn)用低溫低壓蒸汽對循環(huán)水進(jìn)行有效加熱的方式，順利實(shí)現(xiàn)輸出熱能。而后者則表現(xiàn)為向用戶直輸蒸汽。但如果出現(xiàn)供熱抽汽過多的情況，則將會對300MW純凝汽式機(jī)組自身發(fā)電能力產(chǎn)生明顯的不利影響。針對這一情況，在改造方案的制定中，工作人員選擇將低能級抽汽段作為供熱抽汽，其中四段抽汽位置即為抽汽供熱機(jī)組的采暖抽汽位置所在。為保障工業(yè)用戶正常用汽，在改造中工作人員選擇將中、低壓缸連通管位置處設(shè)定為300MW純凝汽式機(jī)組的工業(yè)抽汽位置，運(yùn)用減溫減壓操作使得工業(yè)用戶能夠有效實(shí)現(xiàn)正常用汽。

四、火電廠300MW純凝汽式機(jī)組供熱節(jié)能改造成效

在實(shí)際運(yùn)用該機(jī)組供熱節(jié)能改造方案中，由于將一路旁路閥新增在輔助蒸汽至供熱管道位置處，因此在供熱用戶不多的情況下，運(yùn)行人員只需將主路關(guān)閉同時開啟小旁路，即可實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)正常供熱，從而將供熱管道流量損失降至最低。根據(jù)改造后運(yùn)行人員獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)可知，在改造后300MW純凝汽式機(jī)組的電負(fù)荷從原本的300MW降至270MW，主蒸汽流量與再熱蒸汽流量則變化為1025t/h以及847t/h。在負(fù)荷為300WM且四抽壓力超過1MPa時，冷再至輔汽壓力開度值為零，輔助蒸汽至減溫減壓裝置閥門開度則達(dá)到了100%，壓降始終控制在O.1MPa到0.03MPa，由此可以看出經(jīng)過改造后機(jī)組壓力損失明顯減少，節(jié)流損失幾乎為零。在供電煤耗和凈熱耗方面，改造前機(jī)組的供電煤耗與凈熱耗分別為7871kJ/kW·h與320g/kW·h，但經(jīng)過此次改造后機(jī)組的供電煤耗與凈熱耗出現(xiàn)了明顯的下降現(xiàn)象，分別為7270kJ/kW·h與290g/kW·h。

五、結(jié)束語

大型燃煤電廠供熱改造是火電行業(yè)轉(zhuǎn)型的必然趨勢。當(dāng)前已經(jīng)有大量燃煤電廠進(jìn)行了供熱改造。本文中，以某火力發(fā)電廠300MW汽輪機(jī)組為例，探討其供熱改造技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高等目標(biāo)。通過本文實(shí)例證明，改造后的供熱機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、安全性明顯提高，實(shí)現(xiàn)了增容、提效、降耗、減排的目標(biāo)。

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作者簡介：劉裕（1986-），男，漢族，本科，工程師，主要從事電力行業(yè)熱機(jī)專業(yè)設(shè)計工作。