火電廠純凝汽輪機組抽汽供熱改造技術

摘要：大型燃煤電廠供熱改造是火電行業轉型的必然趨勢。在當前我國火力發電廠中，純凝汽式機組作為其中最為重要的運行設備之一，對火力發電廠的正常、穩定運行有著直接且深遠的影響。而在當前我國大力推行“綠色低碳、節能環保”的背景下，火力發電廠需要對純凝汽式機組供熱進行相應的節能改造。因此，本文以某火力發電廠為例，對廠內的300MW純凝汽輪機組供熱節能改造進行簡要分析研究。

關鍵詞：火力發電廠;300MW純凝汽式機組;供熱節能改造

一、火電廠300MW純凝汽式機組運行現狀

在對火力發電廠300MW純凝汽式機組供熱節能改造進行探究的過程中，本文以某火力發電廠中現運行的300MW純凝汽式機組為例。該機組主要由汽輪機、鍋爐等設備共同組成，根據相關檢測數據可知，在尚未改造之前，300MW純凝汽式機組的電負荷為300MW，主蒸汽流量與再熱蒸汽流量分別約為978t/h與810t/h。抽氣量極低，并且在長期運行過程中，300MW純凝汽式機組部分設備及其零部件開始出現老化、磨損等現象，使得機組設備性能難以始終維持在較高水準。

二、供熱改造工程抽汽方式

（一）中低壓連通管打孔抽汽

中低壓連通管抽汽口一般取在汽機房運行層的中低壓連通管上，中低壓聯通管需進行下述改動：將聯通管中心標高抬高1.0m～1.4m，以便布置三通及供熱碟閥。中壓缸排汽出口豎直段加裝三通，接出抽汽管道;低壓缸進汽口豎直段加裝供熱碟閥，若機組低壓缸有兩個進汽口，則需要裝設兩個供熱蝶閥來調整抽汽量。中低壓連通管改造后其膨脹受力情況均會發生變化，因此，為保證機組安全運行，抽汽改造后中低壓連通管及其補償器一般均需重新設計制作。

（二）再熱冷段抽汽

工程中為了保證機組運行安全，再熱冷段抽汽口應選取機組熱態運行時再熱冷段蒸汽管道上熱位移盡量小的位置，同時建議切除部分再熱冷段管道，選用成品三通替換切除的管段。抽汽口可取在汽機房除氧煤倉間處的再熱冷段蒸汽管道上。

再熱冷段抽汽管道直接連接在新增三通接口上，三通及抽汽管道材質盡量保證與原再熱冷段材質一致或更優。抽汽管道上依次增設液動快關閥、氣動逆止閥、電動關斷閥及其執行機構等，這些閥門就近布置在抽汽點下方的給煤機平臺處，之后的管道可沿除氧煤倉間靠近鍋爐側的柱子敷設。

（三）再熱熱段及低壓旁路抽汽

大型純凝機組汽輪機再熱熱段蒸汽管道與再熱冷段蒸汽管道的布置走向類似，因此再熱熱段抽氣口位置以及管道、閥門布置原則與上述再熱冷段抽汽相同。

由于低壓旁路管道與再熱熱段管道相連，目前有很多電廠工業抽汽從低壓旁路管道上抽汽，其參數跟再熱熱段蒸汽相同。低壓旁路管道一般位于汽機房中間層A排柱附近，工業抽汽會選擇此處管道熱位移最小處作為抽汽點，切除部分低壓旁路管道，選用成品三通替換切除的管段。低壓旁路抽汽管道從此三通處接出，管道上依次設置的液動快關閥、氣動逆止閥、電動關斷閥及其執行機構全部就近布置在抽汽點附近的汽機房中間層平臺上，之后管道可以直接從A排柱外墻開孔出汽機房。

三、火電廠300MW純凝汽輪機組供熱改造

針對當前火力發電廠300MW純凝汽式機組在實際運行過程中存在的能耗過大、運行效率低下等問題。在積極響應國家“綠色低碳、節能環保”的號召下，設計人員通過主動結合300MW純凝汽式機組的結構特點和運行要求，嚴格按照國家相關標準要求，提出在向廠區外供熱時新增一路輔汽氣源，并新增一旁路門于供熱系統與輔助氣源間。此時在整個火力發電廠中，所有公共汽源均由使用輔汽母管制的輔助蒸汽系統負責提供。要求將該輔助蒸汽系統的溫度參數嚴格控制在260℃到380℃之間，蒸汽壓力控制在0.8MPa到1.2MPa之間。在啟動鍋爐后將會為輔助蒸汽系統自動提供啟動汽源，減壓后的低溫再熱蒸汽以及四段抽汽則負責正常提供其他汽源。而在機組供熱抽氣量的確定過程中，則需要參考具體熱負荷參數。通常熱電聯產熱負荷按照其具體類型可以被細分成采暖用與工業用兩種不同的熱負荷。其中前者主要是通過運用低溫低壓蒸汽對循環水進行有效加熱的方式，順利實現輸出熱能。而后者則表現為向用戶直輸蒸汽。但如果出現供熱抽汽過多的情況，則將會對300MW純凝汽式機組自身發電能力產生明顯的不利影響。針對這一情況，在改造方案的制定中，工作人員選擇將低能級抽汽段作為供熱抽汽，其中四段抽汽位置即為抽汽供熱機組的采暖抽汽位置所在。為保障工業用戶正常用汽，在改造中工作人員選擇將中、低壓缸連通管位置處設定為300MW純凝汽式機組的工業抽汽位置，運用減溫減壓操作使得工業用戶能夠有效實現正常用汽。

四、火電廠300MW純凝汽式機組供熱節能改造成效

在實際運用該機組供熱節能改造方案中，由于將一路旁路閥新增在輔助蒸汽至供熱管道位置處，因此在供熱用戶不多的情況下，運行人員只需將主路關閉同時開啟小旁路，即可實現向系統正常供熱，從而將供熱管道流量損失降至最低。根據改造后運行人員獲得的相關數據可知，在改造后300MW純凝汽式機組的電負荷從原本的300MW降至270MW，主蒸汽流量與再熱蒸汽流量則變化為1025t/h以及847t/h。在負荷為300WM且四抽壓力超過1MPa時，冷再至輔汽壓力開度值為零，輔助蒸汽至減溫減壓裝置閥門開度則達到了100%，壓降始終控制在O.1MPa到0.03MPa，由此可以看出經過改造后機組壓力損失明顯減少，節流損失幾乎為零。在供電煤耗和凈熱耗方面，改造前機組的供電煤耗與凈熱耗分別為7871kJ/kW·h與320g/kW·h，但經過此次改造后機組的供電煤耗與凈熱耗出現了明顯的下降現象，分別為7270kJ/kW·h與290g/kW·h。

五、結束語

大型燃煤電廠供熱改造是火電行業轉型的必然趨勢。當前已經有大量燃煤電廠進行了供熱改造。本文中，以某火力發電廠300MW汽輪機組為例，探討其供熱改造技術，以實現節能減排、環境保護、企業經濟效益提高等目標。通過本文實例證明，改造后的供熱機組的經濟性、安全性明顯提高，實現了增容、提效、降耗、減排的目標。

參考文獻：

[1]戈志華.大型純凝汽輪機供熱改造節能研究[J].中國電機工程學報，2012（17）.

[2]沈霄華，秦濤，廖紅濤.關于大型純凝式機組供熱后的問題分析及改造[J].電力與能源，2018（03）.

[3]呂太.純凝汽式機組大旁路供熱技術改造[J].山東電力技術，2018（07）.

作者簡介：劉裕（1986-），男，漢族，本科，工程師，主要從事電力行業熱機專業設計工作。