300MW供熱機組高背壓供熱改造方案分析

陸光明

（國家電投集團東北電力有限公司撫順熱電分公司，遼寧 撫順 113000）

隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展達到一個峰值，我國的戰(zhàn)略目光已經(jīng)從大力推動發(fā)展，轉(zhuǎn)向了在發(fā)展中實施綠色環(huán)保、節(jié)能減排。在這樣的國策下我國的許多領(lǐng)域都開始了對于將節(jié)能減排融入自身領(lǐng)域的改造。我國大量的發(fā)電企業(yè)在具備供熱條件的地區(qū)進行了電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的實施，并對自身的供電能力與供電效率進行提升，讓供熱整體的效率進行了增加，這也是我國的發(fā)電企業(yè)繼續(xù)發(fā)展的必然趨勢。在我國北方的采暖供熱領(lǐng)域提出了通過改造為高背壓汽輪機供熱機組的新型改造方案，對于改造設(shè)備的原型大都為純凝或抽凝式基礎(chǔ)機組，將凝汽器中乏汽的壓力進行提升，讓凝汽器中的真空度降低。

一、高背壓汽輪機供熱機組

在我國北方的采暖供熱領(lǐng)域提出了通過改造為高背壓汽輪機供熱機組的新型改造方案，對于改造設(shè)備的原型大都為純凝或抽凝式基礎(chǔ)機組，將凝汽器中乏汽的壓力進行提升，讓凝汽器中的真空度降低，讓冷卻水的溫度提升，讓凝汽器成為機組中的熱網(wǎng)加熱器，原先溫度已經(jīng)得到提升的冷卻水成為新的熱網(wǎng)循環(huán)水，讓機組中散失的熱量降低，讓機組的整體的循環(huán)效率與發(fā)熱的效率都得到了增加。在進行高背壓汽輪機供熱機組的改進后，不僅對機組的發(fā)電容量沒有進行改變，還對供熱的消耗進行了降低，在原先的基礎(chǔ)上對供熱的面積進行了增加。而且在使用高背壓汽輪機供熱機組后還對施工的時間進行了縮減，對經(jīng)濟效益帶來的提升很大，這些優(yōu)點讓高背壓汽輪機供熱機組成為供熱企業(yè)的首選發(fā)熱機組。在2010年至今已經(jīng)有很多企業(yè)進行了高背壓汽輪機供熱機組的改造工程，并且都取得了很好的效果。在文中，經(jīng)過對大量資料與實際實踐成果的對比，就對300MW的汽輪機提出了兩種汽輪機本體的具體改造方式，并對兩種汽輪機進行改造后的對所在發(fā)電廠帶來的影響進行了具體的分析，通過對信息的收集敲定了最好的改造方式。

二、供熱背景分析

即將進行改造的供熱企業(yè)擁有兩臺300MW的機組承擔(dān)熱電聯(lián)產(chǎn)，其供熱電廠提供供熱的面積達到了一千萬平方米。在機組中的單臺汽輪機機組設(shè)計最大的供熱能力約為350MW，在這樣的情況下就需要兩臺汽輪機機組的同時運行才能對供熱的需求量進行滿足。但是抽凝式機組的一部分抽汽用在了供熱，這就直接導(dǎo)致了汽輪機的排汽的份額減少了，對于熱量有一部分的損失。進行改造后的供熱機組需要對熱量的損失進行減少，讓整個供熱機組的供熱能力與經(jīng)濟效益帶來了有效的提升。

三、汽輪機本體改造方案

在300MW的供熱機組中，有著受低壓缸最小冷卻流量的限制，整個機組的供熱能力只能達到350MW，但在進行高背壓供熱改造后一臺供熱機組在相同的條件下就可以產(chǎn)生500MW的供熱量，比原先的基礎(chǔ)機組的效率大為增加。在原本的抽凝式汽輪機機組中有著較大的冷源損失，在改造為高背壓汽輪機機組后，以往損失的冷源也得到了利用，就讓機組中的熱效率得到了有效的提升，在正常的發(fā)熱情況下效率達到了基礎(chǔ)機組的1.2倍。當高背壓供熱改造后的供熱機組在運行時，冷水的循環(huán)模式將不進行工作，將凝汽器中的水當作新的循環(huán)水系統(tǒng)。當凝汽器中的水成為新的循環(huán)水系統(tǒng)時，水流量得到了有效的降低，凝汽器的背壓也得到了五至七倍的提升，低壓缸排汽溫度升高了三十度左右，在凝汽器的加熱下，經(jīng)過一次加熱的水的溫度提升了二十度左右，再有升壓后進入熱網(wǎng)加熱器再次由本機聯(lián)通管抽汽送至一次熱網(wǎng)中。

四、改造方案

（一）改造方案一，進行了對

在進行方案一的設(shè)計中進行了低壓缸通流的改造，讓低壓缸的用途分為供熱與非供熱兩種。在進行供熱工作時，汽輪采用了2*4級新低壓轉(zhuǎn)子，在進行非供熱工作時，采用了2*6級舊低壓轉(zhuǎn)子。

具體的改造內(nèi)容見表一：

表一

（二）改造方案二

在方案二中對供熱機組汽輪機的低壓轉(zhuǎn)子進行了改造，讓改造后的供熱機組可以使用供熱與非供熱的兩種工作情況。在進行低壓轉(zhuǎn)子的改造后，熱網(wǎng)循環(huán)水量提高后就會讓凝汽器進口水溫能降低，讓進入低壓缸的流量得到增加。在進行改造時，要對原末級葉片進行取消，將轉(zhuǎn)子設(shè)計為導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，配置重低壓轉(zhuǎn)子，使軸承載荷基本與原轉(zhuǎn)子相同，原末級隔板處設(shè)計成導(dǎo)流裝置。

五、改造方案對比分析

在方案一的實施后，就會讓汽輪機低壓缸效率增加為原先的1.3倍，汽輪機的熱耗也得到了有效的降低。但在進行方案一的改造后，汽輪機出力受到限制，也無法到達電網(wǎng)調(diào)度給予的發(fā)電指標。

在方案二的實施后，就讓轉(zhuǎn)的持久性得到了增強，讓轉(zhuǎn)子的適用性也得到了增強，讓轉(zhuǎn)子更換得到了省略，也讓安裝的費用與維護的費用得到了有效的降低。在夏季，使用高背壓轉(zhuǎn)子時會讓低壓缸效率和出力降低，最終會影響到非供熱工況的負荷和經(jīng)濟性。在我國的現(xiàn)下技術(shù)條件下當出現(xiàn)低壓缸效率和出力降低的情況會讓整個電廠受到經(jīng)濟的損失。

結(jié)束語

綜上所述，為了讓供熱企業(yè)在進行供熱時的效率更好、更熱能力優(yōu)良、供熱面積增大，但考慮到非供熱工況下某300MW供熱機組汽輪機所在熱電廠的兩臺機組有可能進行輪換運行，方案一為最優(yōu)的方案。