利用供熱補水改抽凝為背壓機組的節能方法

張心陽

遼寧電力勘測設計院 ，遼寧沈陽 110179

“十一五”期間，國家關停了很多高污染、高耗能的小火電，但基于工業用熱的需要，國家采取很多措施鼓勵具有較好經濟和環保性的熱電聯廠。在大多數熱電聯廠企業中都有抽凝發電機組，雖然在一定程度上它比單獨供熱效益要好很多，但還是很耗能。

在這樣的形勢下，很多企業看中了背壓發電機組熱效率高的特點，想要將抽凝機組改成了背壓機組，但是背壓機組本身的調節能力不強，加上供熱系統的限制，在運行的時候沒有想象中那么順利。

1）抽凝機組改成低背壓發電機組的可行性

在供熱較大的熱電廠，利用冷源損失的吸收來提高經濟效益性，既不用對汽輪機進行改動，只是在自身熱力循環的基礎上改抽凝機組為背壓機組，還有很好的靈活性。在當今的很多熱電廠、生物化工，發電廠，紡織業等行業，這種改變都有著極其重要的節能推廣價值。

由于抽凝機組的發電部分有冷源的損失，所以它的經濟性差，但是人們一直都在想辦法要利用損失的這部分冷源，可實際情況是因為循環水冷卻水溫很低，只有34℃左右，而且出水量大，加上水質的原因，這部分熱能一直沒有辦法進行有效的回收利用。

12mW抽凝機的排汽壓力是0.0049MPa，溫度低于40℃，這快要接近飽和溫度，假如只考慮能量守恒而不管換熱的方式，想要把凝汽潛熱換出來，至少280t/h的冷除鹽水，而想要把換出來的熱水回收到熱系統中繼續使用，就要解決水質與水量這兩個問題。首先需要用最少的冷除鹽水去達到冷卻凝汽的效果，盡量增加吸熱后的溫度，降低凝汽器的真空度，低背壓運行。在實際操作中，讓噴淋進水溫度保持在18℃，出水溫度控制在70℃以內，除鹽水在進入銅管的溫度也是18℃，但在出管的溫度一定要控制在58℃以內。具體操作如下：

首先，把除鹽水噴淋裝置裝在汽輪機排氣口和凝汽器的進口喉口處，然后吸收熱氣熱量進行換熱，但根據實際操作總結，噴淋的水量以53t/h為宜。

第二，把凝汽器內循環水的流動改成凝汽器銅管內除鹽水的流動，從而達到凝汽的冷卻效果，在這樣的替換中，除鹽水的用量比循環水要少，所以要增加除鹽水在管內流動的速度，加長它在管內冷卻的時間，用這樣的方式來增加冷卻的效果。這樣一來，只要對凝汽器兩個獨立對等空間中的一個進行改造，利用可以拆掉的隔板增加一倍的回程，由于要讓凝汽器內兩個空間的膨脹處于均勻狀態，另一個不通除鹽水的空間只需要用少量的5t/h的循環水來冷卻就可以了。冷卻凝汽的除鹽水的總量一定要和外部的熱負荷保持在平衡的狀態，這樣才能保證回收的熱量和參與冷卻的除鹽水能被有效的利用。

第三，除鹽水從銅管里出來后被送到除氧器，這時候想要增加銅管承受壓力的能力，還要緩解因為熱負荷造成冷卻凝汽的除鹽水總量在短時期內不能和外部熱負荷相匹配的問題，我們用1000t/h容量的專門保溫水箱來裝載冷卻凝汽后的熱除鹽水，送到除氧器或者經過冷渣器之后再送到除氧器，要注意的是冷渣器出口的水的溫度一定要在85℃以下。噴淋除鹽水和凝結水要要通過凝結水泵軸封的低壓加熱器之后再進入除氧器。

2）經過反復的實驗證明，因為這次的改造沒有涉及汽輪機本機的改造，只是在凝汽器和供水的系統上做了一些改進，所以總體來看汽輪機的運行是很穩定的，各項指標均為合格狀態，沒有造成其他的不良效果。需要說明的是，在不斷的運行中，機組末端的葉片的鼓風會造成氣機排汽的時候產生很高的溫度，而且在實際的操作中，只要噴淋結水出口的溫度達到60℃，氣機的排汽溫度就能達到80多℃，這樣一來就超出噴淋結水出口溫度20℃還要多，基于安全因素的考慮，我們把排汽的參數設置為小于80℃，噴淋凝結水出口的溫度設定為58℃，銅管內除鹽水的出水溫度應該在56℃左右。

因為凝汽器里面真空的減少降低勢必會對發電量產生影響，這樣在同等情況下發一樣的電量每小時多耗1.412t標煤，但是由于冷源損失被充分利用，這樣改造后的方法對整個發電環節能節約3.14t/h標準煤，除卻一開始由于凝汽器真空降低引起的耗煤量，總節約1.728t/h的燃煤，統計計算每年7000h的運行時間，每年能節約標煤12096t，附屬的輔機節約電量290.75kW·h/h，每年就能節約2035250 kW·h。在改造之前發電耗煤量是0.433kg/kW，改造后每年可以節約近880t燃煤，所以每年總共應該節約了12977t煤炭。

供熱量的大小決定了背壓機組的發電量，如果上述的改造運行方式能得到大力的推廣，就能更好的緩解電網負荷出現的峰谷差和冷源損失，同時還能提高熱電廠的經濟效益。

[1]鄭杰.汽輪機低真空運行循環水供熱技術應用.

[2]王勝濤，王波，孫海英.汽輪機低真空循環水供熱的應用.

[3]王振銘.我國熱電聯產的發展[D].熱電聯產學術交流會論文集，1999，6.