擴大省煤器水水換熱器在燃氣電廠中的應用

李建亮 孫海龍

（北京京能未來燃氣熱電有限公司，北京 102209）

擴大省煤器水水換熱器在燃氣電廠中的應用

李建亮 孫海龍

（北京京能未來燃氣熱電有限公司，北京 102209）

介紹北京京能未來燃氣熱電有限公司在供熱季不同的供熱方式，分析在不同供熱方式下的經濟性，得出在現代聯合循環熱電冷三聯產機組的余熱鍋爐系統加入擴大式省煤器水水換熱器之后供熱的實際利用效果，凸顯了改造后節能減排方向的優勢，為現代電廠供熱方式的多元化、清潔化、節約化提供重要參考依據。

換熱器；聯合循環；熱電冷三聯產；區域能源；排煙溫度

能源是經濟和社會發展的重要物質基礎，在社會可持續發展中占據舉足輕重的地位。近年來，隨著我國國民經濟的迅猛發展，能源安全危機日趨嚴峻，能源安全危機已成為一個嚴重的問題，將阻礙中國經濟的快速發展。為了最大限度地提高現代聯合循環熱電冷三聯產機組的效率，提高能源利用率，北京京能未來燃氣熱電有限公司在原有燃氣輪機聯合循環的基礎上利用擴大省煤器水水換熱器抽取余熱鍋爐高溫凝結水加熱熱網循環水回水，充分利用余熱鍋爐尾部煙氣余熱。保證在不影響機組正常運行的前提下有效降低煙氣排放溫度，減少排煙熱損失，提高能源利用率，減小生產成本[1]。

1 設備概述

北京京能未來燃氣熱電有限公司機組為一套E級燃氣蒸汽聯合循環熱電冷三聯產機組，聯合循環供熱機組采用“1+1+1”雙軸配置型式，即安裝有1臺燃氣輪發電機組、1臺余熱鍋爐、1臺蒸汽輪發電機組。燃機型式為上海電氣/西門子的SGT5-2000E（V94.2）燃機；蒸汽輪機帶有SSS離合器，可背壓運行也可抽凝或純凝運行；余熱鍋爐采用雙壓、自然循環、臥式、全封閉式余熱鍋爐。機組冬季工況最大供熱能力為208.96MW，扣除廠內采暖負荷，對外凈額定供熱能力約202MW。同時，在熱網站0m層安裝有擴大省煤器水水換熱器，配備2臺煙氣熱網再循環泵。機組夏季制冷季采用溴化鋰制冷機組與電制冷制冷機組配合使用，滿足用戶制冷需求[2]。

2 系統流程及設計參數

2.1 擴大省煤器水水換熱器系統流程及作用

擴大省煤器水水換熱器分高溫低壓給水側與熱網水側。擴大省煤器水水換熱器低壓給水進、出水側（為擴大省煤器水水換熱器的熱源側）分別與余熱鍋爐低壓省煤器的出口母管、入口母管相連接。余熱鍋爐所產生的高溫高壓蒸汽在汽輪機做功完成后，經過凝汽器凝結下來的水通過凝結水泵加壓，首先進入余熱鍋爐低壓省煤器，加熱后的低壓給水有一路進入擴大省煤器水水換熱器中與熱網水換熱，之后經過2臺煙氣熱網再循環泵加壓后又回到低壓省煤器入口循環加熱利用，另外一路低壓給水經過低壓汽包上水調節門進入低壓汽包，通過控制低壓汽包上水調節門可以調節低壓省煤器所需凝結水壓力、流量。熱網水側為熱網回水經過熱網循環水泵加壓后進入擴大省煤器水水換熱器入口，熱網水與將高溫低壓給水在此進行換熱后，經過擴大省煤器水水換熱器出口進入熱網供水，供給熱用戶。

擴大省煤器水水換熱器應用在現代聯合循環熱電冷三聯產機組中，既可以有效降低余熱鍋爐出口煙氣排放溫度利用這部分熱量進行生產，同時又可以為低壓省煤器的低壓運行創造條件，即開大低壓系統上水調節閥門降低凝結水泵單耗節省廠用電。在夏季制冷工況溴化鋰制冷機組運行期間，利用擴大省煤器水水換熱器加熱升溫后的熱水，還可作為溴化鋰制冷機組驅動熱源，運行方式簡單靈活。

表1 擴大省煤器水水換熱器設計參數

表2 控制燃氣輪機負荷在85MW情況下采集得到的聯合循環運行參數

表3 控制燃氣輪機負荷在115MW情況下采集得到的聯合循環運行參數

2.2 擴大省煤器水水換熱器設計參數

擴大省煤器水水換熱器設計參數見表1。

2.3 擴大省煤器水水換熱器運行方式

正常運行過程中，根據外網用戶熱量需求通過控制調節熱網再循環泵頻率設定值控制凝結水的流量和進出口溫差，達到外用用戶所需的熱量需求。冬季在供熱負荷較低的情況下可單獨運行滿足用戶需求，夏季則作為溴化鋰制冷機組的驅動熱源為熱電冷三聯產提供條件。

3 擴大省煤器水水換熱器實際應用數據分析對比

3.1 燃機相同負荷下經濟性比較

表2和表3為在控制燃機相同負荷情況下采集得到的聯合循環運行參數。表2為控制燃氣輪機負荷在85MW情況下，工況①為只投入熱網加熱器工況下數據，②工況為只投入水水換熱器工況下數據。分析以上數據可得，在燃機負荷同為85MW投入擴大省煤器水水換熱器較投入傳統熱網加熱器余熱鍋爐排煙溫度由104.2℃降低至69.8℃，降低明顯；瞬時供熱量由31.56 GJ/h增加至47.7GJ/h，增加51%；聯合循環耗氣率0.211Nm3/kW·h降低至0.203Nm3/kW·h；凝結水泵單耗由0.06%降低至0.04%，經濟性顯著提高。

表4 僅投入熱網加熱器運行

表5 僅投入擴大省煤器水水換熱器運行

表6 熱網加熱器與擴大省煤器水水換熱器經濟性對比

表3為控制燃氣輪機負荷在115MW情況下，工況①為只投入熱網加熱器工況下數據，工況②為只投入水水換熱器工況下數據。分析以上數據同樣可得出，燃機負荷同為115MW時，工況②較工況①排煙溫度明顯降低，瞬時供熱量增加，耗氣率降低，經濟性更好。

3.2 不同供熱工況運行經濟性比較

僅投入熱網加熱器運行與僅投入擴大省煤器水水換熱器運行的經濟性結果分別見表4和表5，2種供熱工況的運行經濟性比價結果見表6，所得數據均為運行24h采集的。

將表4供熱量折合成電量可得22.2萬kW·h，供電總量折合后為421.6萬kW·h，計算氣耗可得0.203m3/kW·h。將表5供熱量折合成電量可得31.4萬kW·h，供電總量折合后為368.1萬kW·h，計算氣耗可得0.202m3/kW·h（熱網疏水泵與熱網再循環泵電量相互抵消不計）。對比表4、5、6數據可得，在投入擴大省煤器水水換熱器工況下，24h累計運行經濟性要優于僅投入熱網加熱器工況。

4 結語

本文從設計理念、系統流程、設備參數和實際應用，介紹和分析了擴大省煤器水水換熱器在現代聯合循環熱電冷三聯產機組中的使用情況。通過查閱相關資料、試驗和調取大量數據，計算分析了設備投產供熱、供冷初期2種不同運行方式下的經濟性比較。結果表明，擴大省煤器水水換熱器的應用是在聯合循環熱電冷三聯產機組節能領域一項全新的技術，具有技術先進、經濟合理、節能減排的優點，同時具有較高的運行靈活性。

[1]季杰，劉可亮，裴剛等.以電廠循環水為熱源利用熱泵區域供熱的可行性分析[J].暖通空調，2005，35(2):104-107.

[2]李巖，付林，張世鋼等.電廠循環水余熱利用技術綜述[J].建筑科學，2010，26(10):10-14.

Application of Expansion Type Water and Water Heat Exchanger of Coal Saving Device in the Gas Power Plant

Li Jianliang Sun Hailong
（Beijing Jingneng Future Gas Power Co.Ltd.，Beijing 102209）

This paper introduced the different heating methods in the heating season of Beijing Jingneng future gas power Co.Ltd.,economic performance under different heating methods was analyzed,it is concluded that the actual utilization effect of heat supply after adding expansion type water and water heat exchanger of coal saving device to the waste heat boiler system of three co generation units of modern combined cycle thermoelectric cooling,the advan?tages of energy saving and emission reduction after the transformation were highlighted,to provide an important refer?ence for the diversification,cleaning and saving of heating methods of modern power plant.

heat exchanger；combined cycle；regional energy；exhaust gas temperature

TK172

A

1003-5168(2016)09-0149-03

2016-08-23

李建亮（1987-），男，本科，研究方向：電力能源生產。