永煤控股熱電廠1#機低真空供熱技術改造的可行性分析

摘 要：結合永煤控股熱電廠實際情況，提出采用低真空供熱技術對原供熱技術進行改造，并就低真空供熱技術改造方案實施的可行性分析和應注意的問題進行了分析探討。

關鍵詞：技術改造；低真空；汽輪機；供熱

節能減排是保證國家的實現長期可持續發展的一項重要方針措施，隨著人們對環境和能耗的要求日益提高，節能減排是我國企業發展必須路線。我國大量中小型機組的能源利用率較低，僅為25%～40%，其他的熱量就白白損失掉了，損失中最大的就是凝汽器的冷源損失，約為總損失量的60%，大量熱量被循環冷卻水帶走，造成循環熱效率偏低。近年來低真空供熱技術不斷完善提高，一些中小機組如果采用低真空供熱技術，凝汽器采用低真空運行，用溫度較高的循環水直接供給熱用戶，就大大的提高了全廠的熱效率，可將能源利用率提高到70%左右，是實現節能減排的有效途徑。

1 熱電廠供熱技術改造背景

永煤控股熱電廠是永煤集團旗下的自備電廠，電廠裝機容量為4×25MW，主要任務是保證集團公司煤礦用電，2#和4#機為可調整抽汽機組，1#和3#機為不可調整抽汽機組，其中2#和4#機設計共用一個涼水塔。由于礦區用電壓力不大，全年大部分時間3臺機運行，由于2#和4#機設計共用一個涼水塔，環境溫度較高時如果同時運行則凝汽器真空不能保證，所以冬季供熱時采用2#3#4#機運行，其余時間1#、3#和4#機運行。隨著城市建設的擴大和不斷完善，供熱面積也隨之不斷加大，冬季供暖一臺機組供熱已經出現明顯不足，出現供熱溫度經常達不到供熱公司要求溫度。在供熱期間需要大量的加熱氣源加熱熱網循環水，這樣就需要很大一部分高品位蒸汽，造成電負荷下降，增大了全廠的煤耗率。

2 熱電廠供熱技術改造方案的確定

2.1 技術改造方案的提出

鑒于熱電廠供熱問題，經研究決定采用低真空運行循環水供熱系統進行供熱技術改造，通過該技術改造的實施不但能降低冷源損失，還能節省很大一部分高品位的蒸汽，對于提高全廠經濟效益也有較大的幫助。機組改造后采取低真空循環水供熱時，汽輪機組無需大規模改造，只需將凝汽器循環冷卻水的入口及出口管接入供熱系統。為保證凝汽器低真空安全運行，正常情況下水側壓力不能超過0.2MPa，熱網回水溫度一般低于50℃。熱網供水在60℃、回水溫度在50℃左右比較合理。機組采用低真空運行時，只是汽輪機組變工況下運行，對汽輪機本體并沒有改動，但凝汽器在低真空運行期間，由于真空較低，汽輪機組的發電量受供熱量直接影響，發電熱耗也會增加，但由于自備電廠供電壓力較小，發電量不是重點考慮因素。但如果能合理確定供熱面積，這對低真空運行汽輪機組的經濟運行影響很大。

2.2 低真空供熱改造可行性分析

根據對機組對比分析，1#機組為1988年建造，已運行20余年，目前運行穩定，該機組為非調整抽汽機組，供熱流量有限，并且距離供熱設備距離最近，符合改造條件，可對1#機組進行低真空供熱改造。

1#汽輪發電機組主要技術參數：

型號：FC25-3.43/0.49型；

設計排氣壓力：不低于87kpa，排氣溫度53℃左右；

實際運行中夏季存在排氣溫度偏高現象，最高在56℃左右。

永煤控股熱電廠設計為自備電廠，主要為礦區用電供電，全年基本三臺機運行，礦區供電壓力較小，1#機可采用供熱時期投入運行，其余時間停運的運行方式，機組運行可根據供熱量大小調整負荷。改造后機組可不用涼水塔運行，原1#冷水塔可改造為2#機用，這樣2#和4#機可全年同時穩定運行，不再擔心凝汽器真空問題，也可保留1#機原循環水系統方便進行切換運行。

采暖期汽機低真空循環水供熱運行，用凝汽器取代熱網加熱器使用，利用機組排汽（參數為凝汽器真空80kp、排氣溫度60℃左右）加熱采暖供熱循環水，在供暖高峰期或供暖溫度偏低時可用原熱網加熱器作為尖峰加熱器使用，這樣原供熱系統可保留使用，供熱時根據用戶需要調整負荷，當供熱量較大時投入尖峰加熱器運行，保證凝汽器進出口溫差在合理范圍內。當機組出現事故需要停機時可設置旁路系統隔離運行，用原供熱系統不間斷供熱，保證供熱的連續性、可靠性。供暖時期循環水采用軟化水補水，此前由于循環水采用開始循環，循環水含鹽量較高，并且混入大量泥沙，雜物等造成凝汽器銅管結垢嚴重，每年都要進行凝汽器銅管酸洗除垢工作，耗時耗力，后期加裝膠球清洗系統，但效果不明顯。改造后可徹底避免凝汽器結垢現象，省去清理費用。

3 注意事項分析

由于低真空運行造成機組工況的變化，與機組設計的參數有出入，勢必影響到機組本身的運行。運行中要時刻注意參數的變化，做好事故預想。需要注意的問題主要有：

（1）降低真空利用循環水供熱，機組排氣溫度升高，引起熱膨脹變化，這樣后汽缸，轉子的低壓部分及軸后部溫度升高，則2瓦，3瓦軸承溫度升高，會引起主軸中心的改變，可能會引發機組振動增大，但在實際投運機組中熱膨脹對機組的影響并不大。

（2）對軸向推力的影響，汽輪機轉子的軸向推力是由動葉前后的壓差和蒸汽在動葉內的軸向作用力、葉輪兩側的壓力差、以及轉子軸封兩側壓力差組成。低真空運行后，引起上述作用力發生變化，目前從已投運情況說明，變化也在安全范圍內。

（3）采用凝汽機組的循環水供暖，需要機組穩定運行。機組啟動前或出現突發事故時，切換其它機組抽氣提供加熱氣源，機組正常帶負荷運行后，再逐漸切換到循環水供暖系統中。

（4）如果出現突發事故時，需停運循環水泵時需故障停機或者切換循環水運行。

（5）冷油器空冷器用水需要進行改造，可用3#機循環水或者工業水接入1#機冷油器空冷器，保證油溫風溫正常。

（6）循環水回水管路上必須裝有壓力報警及泄壓裝置，可有效防止循環水壓力突然升高，威脅凝汽器的安全運行，壓力突然降低則會使機組循環水中斷，機組真空下降，影響機組安全運行。

4 結束語

（1）低真空供熱屬于機組的改造工程，凝汽式機組改造為低真空供熱機組技術簡單，新老機組都可進行改造，不需要很大程度的改變系統方式，投入成本較低，從已經投運機組情況來看，節能減排效果很好，國內小機組改造較多。利用低真空循環水供熱是解決小型凝汽式機組能耗高，經濟性差的最優處理方式，可以達到節能減排，環境保護的目的，提高電廠的綜合利用能力，對中小機組的生存發展是一種很好的改造方案。

（2）低真空供熱也存在一些不足，比如凝汽器進口壓力不宜過高，受到凝汽器承壓能力的限制，通常采用大流量小溫差方式供熱，供回水溫度為60℃和50℃，循環水溫度過高時，影響機組發電出力，降低機組整體經濟效益，在供熱高峰時要投入尖峰加熱器，增加了系統的復雜性。

參考文獻

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作者簡介：張嵐杰（1983，12-），男，河南偃師人，大專學歷，助理工程師，現從事熱電廠汽機運行工作。