熱電聯產機組供熱蒸汽余壓發電節能技術

熱電聯產機組供熱蒸汽余壓發電節能技術

蒸汽余壓發電技術是指通過改進工藝結構、增加節能裝置等措施，將企業在生產環節產生的部分蒸汽富裕勢能直接轉化為電能，用于動力設備供電或沖減廠用電，是一項變廢為寶的高效節能技術，其在化工、冶煉行業應用較多，也較為成熟。在電力行業，特別是大型機組上應用還不多。

問題提出：受城市供熱管網建設、供熱需求以及熱網加熱器布置方式等客觀因素影響，熱電聯產機組供熱蒸汽進入熱網加熱器后往往成微負壓狀態。以某300 MW供熱機組為例，供熱蒸汽壓力范圍在0.245～0.688 MPa。據此推算供熱蒸汽從供熱機組抽汽口到熱網加熱器之間存在著0.145～0.588 Pa的壓差能量浪費。如果對這部分蒸汽的余壓進行利用，則會存在著極大的節能空間。

推薦方法：推薦在供熱蒸汽自供熱機組抽汽口至熱網加熱器入口之間加裝超低壓小汽輪機，利用供熱蒸汽的壓差能量驅動超低壓小汽輪機做功，將勢能轉化為機械能，并驅動發電機發電，實現能量的轉換并輸出電能。供熱蒸汽經小汽輪機做功后，排汽再進入熱網加熱器，加熱熱網水用于城市供熱，從而實現供熱蒸汽能量的梯級利用。

應用示例：以某300 MW亞臨界供熱機組為例，采用超低壓小汽輪機直接拖動高壓異步電動機實現異步發電，直接與廠用電系統連接，發出的電量沖減廠用電。設計工況下，超低壓小汽輪機主要參數為：額定輸出功率3 500 kW、進汽流量50 t/h、進汽壓力/溫度0.38 MPa/250 ℃、排汽壓力/溫度0.10 MPa、120 ℃。按照上網電價0.42元/kWh統計，扣除超低壓小汽輪機排汽溫度降低導致機組供熱蒸汽量增加等能量泄漏部分，采暖期內節能收益約250萬元，效益巨大。

建議：利用熱電聯產機組供熱蒸汽余壓發電，可以實現供熱蒸汽能量的梯級利用，具有較好的節能效益。在具體應用中以下兩個因素需要著重考慮，一是超低壓小汽輪機參數選型及其在系統的接入位置設計；二是供熱機組供熱能力的富裕程度。另外合理的節能量檢測方法研究，也是促進這一節能技術大規模推廣應用的重要保障。

撰稿：

國網河北省電力公司電力科學研究院郭江龍