300MW空冷機組高背壓供熱改造

150090 哈爾濱汽輪機廠輔機工程有限公司 黑龍江 哈爾濱｜胡耀志

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300MW空冷機組高背壓供熱改造

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針對我國現在結構設計及其控制模式不是很成熟的供熱機組容量小的問題，根據機組供熱能力不足的問題，提出了現有300MW空冷機組高背壓改造方案，通過改造一些運行參數和對供熱效果的一些分析，推斷出這個方案可行，改造效果具有安全性和經濟性，是比較合理的一個方案。關鍵詞：空冷機組；高背壓；改造

300MW機組在現在的電網的構架中，已經不再是系統的主力機組了，對這個機組進行改造，不僅可以解決城市供熱能力的不足，還能降低能源的消耗，也為機組的生存提供了出路。

存在的問題

在通常的情況下，300MW機組供熱的改造都是增加抽氣量。對于濕冷的機組來說，這樣的做法會造成汽輪機各個級抽氣量的較大變化，需要對變化之后的每一個級的抽氣量及各級間蒸汽通流重新進行校核，工作量相當大。對于空冷機組，整體進行供熱改造，由于在改造的工程中需要考慮冬季運行時的防凍問題，中間的抽汽量會受到限制，供熱的能力也不能大幅度的提升。為了解決這些問題需要分析比較，并進行深入的探究。

高背壓供熱方案設計和實施

a高背壓供熱方式的提出

根據空冷機組和濕冷機組的不同進行的供熱改造，并且提出改造的思路，即不去改變機組的抽汽式，也不會讓汽輪機的本體產生大的變動，只是將機組的汽熱進行回收然后再次利用，從而實施對外的供熱。基本的思路就是利用提高機組的排氣壓力（背壓），來間接地提高排氣的飽和溫度，將熱量傳遞到循環水，然后再將高溫的循環水供應到供熱系統里，當循環的水溫度達不到標準的時候，可利用本機或是鄰機進行抽汽來補足。

300MW濕冷機組和空冷機組有一定的不同，它的的排氣背壓一般不會超過18.6KPA，輪機的本體如果不進行適當的改造的話，將不能夠滿足高背壓下運行所需要的條件。300MW空冷機組的排氣溫度是在54～84度，它的高背壓對應為15～55KPA，它所具有的背壓幅度是完全滿足高背壓運行所需的條件的。而且空冷機組的循環水再次回水的溫度一般也是在50～60度，完全可以適應高背壓運行狀態下運用乏汽預熱去進行供熱，可以產生更好的回收仍量，提高經濟效益。

改造的設計過程

空冷機組的高背壓供熱改造有遵循一定的設計原理，它的設計步驟是按照以下進行的：選擇合適的循環水溫度進出凝汽器；確定循環水的水量；水溫的確定；選擇合適的型號；防凍的計算；管道的布置設計；熱力系統進行校核；環境保護的分析。

成熟的空冷機組300MW機組，背壓的設計一般是在11～18KPA，夏季背壓實在32～35KPA，機組跳閘的背壓是在65KPA，在夏季的時候一般背壓是在40KPA。對于汽輪機低壓部分來說的話，高背壓供熱運行時，無論是冬季還是夏季，機組的運行狀況都不會有太大的變化，基本保持一定，汽輪機作為本體的部分不會有太大的影響，所以不做太大改動，改進噴水裝置和使用最新的運行監測裝置，并且還要增加安全的報警裝置，對于排氣閥門來說，應該選擇更大口徑的，選擇新的排氣管道，以便能夠及時對通往空冷塔和通往供熱器的空氣進行截斷，增加去供熱凝汽器的管道設施和相關的閥門控制系統，與系統其他部件形成相連完成各項工作。

汽輪機本體在選用葉片時，末級應該選用國家規定的空冷專用葉片，使機組能夠適應高背壓。300MW空冷機組根據設計背壓的要求，可以有兩種選擇分別是620mm和680mm兩種末級葉片。620mm葉片它的背壓應該保證在15～18KPA，680mm葉片的背壓設計應該保證在11～13KPA。高背壓改造后，必須要考慮低壓缸末級葉片的安全性及壽命。

改造的效果

該空冷機組改造后確定的正常的運行參數是：背壓33KPA，低壓缸排氣量335t/h，供熱凝汽器進水的溫度是55度，供熱凝汽器出水的溫度67度，熱網循環水量是14276t/h，在經過抽汽二次加熱后，保證供水的溫度達到110度。

對改造前后的各項指標和參數都進行了對比，采暖期的發電煤耗降低了很多。空冷機組通過改造，正常運行時它排氣壓力沒有超過33KPA，也保證了供熱凝汽器得水的溫度不會超過67度，在正常運行的時候他保持在60度左右。當供熱凝汽器的運行壓力超過了規定的壓力的時候，就會導致空冷機組不能正常運行，整個系統的運行將會收到阻礙，可能會導致系統的崩潰。

結論和建議

經過大量的資料和理論，認為對300MW空冷機組實施高背壓循環水供熱改造，可以明顯的提高經濟效益和社會效益。通過這次改造可以很好地預見，這個工程的實施對于比方地區來說有很大的作用，他會對北方地區的300MW的空冷機組的供熱改造起到一定的作用，為北方對空冷機組的改造有一定的模板作用。

考慮到機組的壽命的問題，機組在進行了改造之后，不同的季節應該采取不同的運行模式，夏季和冬季應該選擇合適的模式，從而提高機組的使用效率。當在冬季時外界的熱負荷是一定的，可以讓改造后的高背壓機組運行，保證機組的最大效率。當機組正式進入高背壓的狀態時，要采取適當的方式。夏季運行時，盡量讓未改造的機組多帶負荷運行。改造后機組由于排氣量面積減小，在較大的排氣量下，阻塞背壓排氣壓力已經高于原設計4.9KPA，所以，應調整機組真空，使汽輪機排氣壓力不低于阻塞背壓。

參考：

［1］李巖，付林.電廠循環水余熱利用技術綜述［J］.建筑科學，2010.

［2］楊俊.電廠循環水余熱回收供暖節能分析與改造技術［J］.節能，2010.

［3］初立森，李敏.供熱機組的熱力與運行特性探討［J］.吉林電力，2009.