低參數蒸汽增壓供中壓供熱系統可行性分析

摘要：浙能錦江環境旗下運行企業21家，其中浙江諸暨八方熱電有限責任公司（以下簡稱“八方電廠”）與蕪湖綠洲環保能源有限公司（以下簡稱“蕪湖電廠”）不僅承擔著0.6～0.9Mpa，280 ～320℃常規的低壓蒸汽供汽任務，還承擔著1.6Mpa～3.3Mpa，260～330℃中壓蒸汽參數特殊用戶的供汽任務。中壓供汽參數的特殊性給電廠的經濟運行帶來了一定的影響。目前該部分外供中壓蒸汽八方電廠與蕪湖電廠均采用新蒸汽減溫減壓供給，能源利用率相對較低。為提高能源利用率，尋求技術市場上一種“汽汽引射”技術，將低參數蒸汽通過高壓蒸汽高速引流噴射原理并入中壓管網進行利用，以減少新蒸汽直接減溫減壓帶來的損失。

關鍵詞：電廠? 低參數蒸汽 供汽 可行性

兩家電廠供汽參數基本情況（詳見表一、表二）

低壓供中壓蒸汽設想方案可行性分析

1、蕪湖電廠設想采用“汽汽引射”回收裝置，采用新蒸汽抽取部份低壓蒸汽供中壓蒸汽，以減少新蒸汽供汽量。

（1）供汽技術參數：

中壓供汽壓力：1.6～2.2Mpa?? 中壓供汽溫度：260～340℃?? 中壓供汽量：15～25t/h

低壓供汽壓力：0.7～0.9Mpa?? 低壓供汽溫度：280～320℃?? 低壓供汽量：20～55t/h

新蒸汽壓力：3.0Mpa?? 溫度：410℃

減溫水參數：

水源：高壓給水?????? 給水壓力：6Mpa???? 給水溫度：100℃

（2）新蒸汽與低壓蒸汽用量測算（按采集參數最大值測算）：

中壓供汽焓值i1=3109.18 kj/kg;低壓供汽焓值i2=3095.54kj/kg ;新蒸所焓值i3=3252.8kj/kg：給水焓值i4=418.16kj/kg;

從熱量滿足角度測算供1t/h中壓蒸汽所需要新蒸汽與低壓蒸汽需求量如下（低壓供汽焓值低于中壓供汽焓值，理應不用考慮減溫水需求量），設新蒸汽耗用量為X，低壓蒸汽耗用量為Y，則i3x+i2y=i1，計算得X≈0.1T/h? y≈0.9T/h。即滿足中壓供汽1t/h的供熱量需要0.1t/h新蒸汽與0.9t/h低壓蒸汽熱量即可。

但汽汽引射技術一般高低壓蒸汽比約為3：1左右，而蕪湖電廠新蒸汽與中壓蒸汽壓差太小，要想完成引射條件就必須加大新蒸汽量才能達到效果。此時又要滿足能量守恒定律就需要減溫水的補充，求得新蒸汽、低壓蒸汽、減溫水三個值分別為：i3x+i2y+i4z=i1，計算得x≈0.9t/h? y≈0.05t/h? z≈0.05t/h，即滿足中壓供汽1t/h的供熱量需要0.9t/h新蒸汽、0.05t/h低壓蒸汽和0.05t/h的減溫水。而電廠采用本文中所列新蒸汽參數下直接減溫減壓供給經計算需要新蒸汽0.95t/h與減溫水0.05t/h。根據計算采用汽汽引射技術與減溫減壓供熱方式基本接近。

蕪湖電廠結論：根據以上測算分析在不考慮任何損失的情況下，蕪湖電廠實際運行約3Mpa的新蒸汽采用“汽汽引射”技術將低壓蒸汽供入1.6～2.2Mpa中壓蒸汽管網，以減少新蒸汽減溫減壓損失不能成立，就蕪湖電廠目前中壓蒸汽需求量的前提下通過減溫減壓器供給相對合理。

八方電廠設想采用“汽汽引射”回收裝置，根據蕪湖電廠可行性分析，八方電廠我們采用燃煤爐高溫高壓蒸汽作為驅動汽源進行理論分析。

（1）供汽技術參數：

中壓供汽壓力：3.3Mpa?? 中壓供汽溫度：330℃?? 中壓供汽量：35～40t/h

低壓供汽壓力：0.7～0.9Mpa?? 低壓供汽溫度：280～320℃? 低壓供汽量：150～300t/h

新蒸汽壓力：8.83Mpa?? 溫度：535℃

減溫水參數：

冷卻水源：高壓給水? 高壓給水壓力：15Mpa? 高壓給水溫度：150℃

（2）新蒸汽與低壓蒸汽用量測算（按采集參數最大值測算）：

中壓供汽焓值i1=3095.54 kj/kg;低壓供汽焓值i2=3095.54kj/kg ;新蒸所焓值i3=3473.84kj/kg：給水焓值i4=627.24kj/kg;

測算供1t/h中壓蒸汽所需要新蒸汽與低壓蒸汽需求量，設新蒸汽耗用量為X，低壓蒸汽耗用量為Y，減溫水需求量Z。則i3x+i2y+i4Z=i1，計算得X≈0.6T/h? y≈0.3T/h? Z≈0.1T/h。該比例滿足熱量平衡原理，符合經濟運行需求。

假設八方電廠“汽汽引射”可以實現，則經濟性如下（按中壓供汽平均35t/h，全年運行8000小時）

改造前：八方電廠是采用高溫高壓燃煤爐通過減溫減壓器直接供給的。要滿足平均35t/h中壓供汽量，通過計算得出8.83Mpa 、535℃進汽量約為：29.925 t/h ;15Mpa 、150℃減溫水量約為：5.075 t/h。

改造后：采用高壓蒸汽引流低壓蒸汽供中壓汽源，同樣按滿足平均35t/h中壓供汽量來測算，通過計算得出8.83Mpa 、535℃進汽量約為：21t/h ;0.9Mpa 320℃低壓蒸汽量約為：10.5t/h;15Mpa 、150℃減溫水量約為：3.5t/h。

假設電廠中壓供汽價為235元/噸，低壓供汽成本價為146元/噸，高壓給水成本價為4.5元/噸，新蒸汽成本為170元/噸，發電成本平均按0.37元/kwh，供電價按0.5058元/kwh進經濟性測算（詳見表三）。在此過程中總的供熱熱量與流量一致，供汽總收益改造前、后均不變。改造前后成果主要體現在中壓供汽綜合成本的改變，采用汽汽引射技術后增加了新蒸汽進入背壓機做功的蒸汽量29.925t/h-21t/h=8.925t/h產生的發電收益與改造前后總體中壓供汽成本的對比（背壓機多發電部分收益結合實際運行汽耗約9Kg/kwh進行測算）。

（4）專業設備制造可行性了解，經咨詢多家專業制造“汽汽引射”裝置的廠家，均表示八方電廠中壓供汽與低壓節蒸汽參數較高，引射設備制造性能與安全沒有保障，八方電廠理論計算經濟性相對理想，但實際采用“汽汽引射”方式實現的可能性較少。

結論與建議

根據以上測算與分析，蕪湖綠洲環保能源有限公司中壓供汽利用“汽汽引射”技術將低壓用汽用于中壓供汽條件不具備，因減溫減壓壓降較小及中壓供汽量有限，若采用汽拖改造也具有一定的局限性。暫時建議保持由新蒸汽3.0Mpa，410℃減溫減壓器供中壓1.6～2.2Mpa，260～340℃汽源相對合理、穩定。

2、浙江諸暨八方熱電有限責任公司中壓供汽目前采用高溫高壓蒸汽8.83Mpa，535℃經減溫減壓供3.3Mpa，330℃具有一定的節能空間挖潛，采用“汽汽引射”技術可吸收部分0.7～0.9Mpa，280～320℃低壓參數蒸汽進入中壓系統供汽，相對年供汽成本下降100萬元左右，但因八方電廠中壓供汽與低壓節蒸汽參數較高，引射設備制造性能與安全沒有保障，實現的可能性較少。

3、八方電廠若中壓供汽參數運行是相對穩定的，可考慮增設小型汽拖動汽輪機去拖動功率匹配的風機或水泵設備，安全性、穩定性以及節能率會比汽汽引射技術更優。預測將30t/h? 8.83Mpa，535℃新蒸汽背壓到3.3Mpa，330℃左右，可產生約2000Kwh電量。年增收可達600萬元左右。缺點是汽拖動項目投資較大，運行系統涉及面較廣，兩個運行系統有互為影響現象。下一步可由電廠與節能服務版塊組織汽拖動專業廠家現場勘查，出具可行性實施方案。

作者簡介：凌佩武（1979年1月—），男，漢族，籍貫：浙江杭州，本科畢業，研究方向：能源與動力。