淺議空冷發電機組乏汽供熱改造對空冷系統運行的影響

李鵬飛+樊永紅

摘 要：火力發電廠的冷端損失一直是困擾研究人員的一大問題，而優化冷端系統對提高凝汽器運行性能，實現電廠節能降耗起著十分重要的意義。汽輪機排汽損失對于低品位的采暖用熱而言則是很好的“寶貝”，乏汽供熱改造為這部分能量的利用提供了一種有效的方式，但改造后會對系統產生諸多影響。對此，著重闡述了乏汽供熱改造對空冷系統真空及防凍的影響。

關鍵詞：發電廠；乏汽供熱；空冷系統；熱泵系統

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.074

侯馬熱電工程采用亞臨界直接空冷燃煤機組。工程建成后，將擔負著供電、供熱的雙重任務，是該地的主要熱源點。

本次乏汽余熱利用改造僅針對2號機組。熱網首站設計供熱面積1.1×107 m2，熱網首站配套5臺2 100 t/h的熱網循環水泵，近期的供熱面積僅需要7 222 t/h的熱網循環水量，運行4臺熱網循環水泵即可滿足。此次改造在電廠內設置4臺制熱量為75 MW的熱泵，采用常規溫差技術，回收2號機組200 t/h的乏汽余熱，回收乏汽總熱量為124 MW。

隨著侯馬市的發展，供熱面積達到9.0×106 m2時，電廠內設置的熱泵可全部投入運行并帶采暖基本負荷。如果熱泵全部投入運行，電廠的對外供熱能力將由660 MW增加到784 MW，供熱面積可由1.0×107 m2增加至1.3×107 m2。

1 改造后空冷系統簡介

本供熱改造工程針對2號機組設置1臺余熱回收機組，布置在熱網站旁，回收汽輪機乏汽余熱用于冬季城市供熱，具體流程如圖1所示。汽輪機排汽進入空冷系統前，在空冷系統主排汽管道上引接直徑為DN4000的管道，將蒸汽引至稱為余熱吸收熱泵系統的取熱器（凝汽器）中進行冷凝，通過凝汽器冷側的溴化鋰將熱量帶走，蒸汽冷凝后形成的水回至排汽裝置下部的凝結水箱中。

冬季采暖季時，將DN4000的電動蒸汽隔離閥和DN250凝結水管道電動蝶閥打開，蒸汽通過DN4000管道進入熱泵系統進行冷凝供熱；夏季非采暖季時，關閉蒸汽隔離閥和凝結水管道閥門，隔絕余熱吸收熱泵系統，汽機排出的所有蒸汽由空冷系統冷卻。

2 乏汽供熱改造對原有機組運行的影響

2.1 影響真空及措施

熱泵真空系統與主機抽真空系統相連，熱泵的安全運行將直接影響到主機，主要原因為：①熱泵系統的嚴密性較差，投運后可能會影響主機的真空，嚴重時造成主機凝結水溶氧大；②熱泵投運抽真空及開啟乏汽進汽總門過程中可能造成主機真空大幅下降；③熱泵蒸汽疏水系統存在一些雜質，進入主機系統后極易影響主機系統的汽水品質，甚至造成給水泵和凝結水泵入口濾網堵塞，導致給水泵跳閘、凝泵不上水等事件的發生；④熱泵組蒸發器乏汽側的抽空氣影響空冷島抽空氣效果，造成空冷風機轉速升高，凝結水過冷度大，凝結水溶氧大；⑤由于熱泵布置在熱網站旁，距空冷豎直上升排汽管道開口處較遠，使新增加的供熱管道比較長，會造成管道壓降比較大。

運行中可采取的安全技術措施有：①熱泵乏汽凝結水臨時排水門保持關閉并加鎖；②#2機組背壓發生異常變化時，立即采取加開真空泵的方法暫時消除，必要時根據情況減負荷，同時匯報值長查找原因并解決；③運行中發現#2機組背壓上升較快，但本機真空系統無異常時，可聯系首站值班員停運熱泵組，關閉#2乏汽供熱泵電動大門、熱泵抽真空電動門、抽真空電動旁路門、乏汽凝結水至空冷凝結水箱手動門，并通知首站值班員查找原因；④熱泵系統與主機關聯系統的操作必須得到值長同意后方可進行；⑤操作時必須保持通訊暢通，操作過程中出現異常情況時，要立即匯報機組主值和值長，恢復原運行方式并查找原因；⑥定期進行機組真空系統嚴密性試驗，如果嚴密性變化較大時，要及時對主機和熱泵真空系統進行查漏。

2.2 空冷島供汽量減少及防寒防凍措施

在冬季供暖期，因目前供熱面積僅有4.0×106 m2，進入空冷島其余乏汽可滿足其防寒防凍要求，可不考慮空冷平臺被凍情況。

從長遠來看，侯馬市供熱面積可能會按照4.0×106 m2→7.0×106 m2→9.0×106 m2→1.3×107 m2這一順序變化，按照空冷機組的冬季額定供熱工況要求，需要滿足進入空冷凝汽器的乏汽量為200.044 t/h（單臺機組）。當供熱面積增加時，由于本工程排至熱泵的乏汽量約為200 t/h，熱泵投入運行后進入空冷凝汽器的乏汽量為0 t/h，空冷系統將面臨過冷危險，需要在2號機組空冷系統第3，4，5列蒸汽分配管道前端各增設一個蒸汽隔離閥。

熱泵投運后進入空冷島的乏汽量必然減少，現階段供熱面積較小，不必關閉蒸汽隔離閥。空冷系統的防寒防凍措施有：①密切監視各街區的溫度，嚴防其降至0 ℃以下；②控制空冷背壓不低于9 kPa；③如上述運行措施達到控制值時，應適當啟動相應街區的倒轉風機或停止風機。當供熱面積增大，熱泵所需乏汽量增大，進入空冷系統乏汽量減少時，應做好空冷系統的防寒防凍措施。

〔編輯：王霞〕