300MW凝汽式发电机组的供热改造

【摘 要】凝汽式发电机组供热改造是当下流行的节能改造，本文分析总结了改造过程出现的问题与解决方法。

【关键词】节能减排；供热改造；抽汽

目前，随着“节能减排”的力度不断加大，国家对火力发电企业，实施了“上大压小”的政策，对于耗能高污染严重的小型火力发电机组逐步实施关停，对于城市附近的容量较大的纯凝汽式发电机组将要逐步改造成为热电机组，以替代城市里的小型分散热水锅炉。由于种种原因，原铁岭城市居民供热主要依靠分散的小型燃煤热水锅炉，能耗高，效率低。为解决此问题，铁岭市政府协同铁岭发电厂（以下简称铁电）将300MW纯凝式汽轮发电机组改造为城市供热机组，实行热电联产，并关停原有高耗能小型热水锅炉，使铁岭城市供热能耗下降，为实现铁岭市“节能减排”的目标任务而努力。为此，铁电对哈尔滨汽轮机厂所产N300-16.7/537/537型改为N320/300-16.7/1.0/537/537型热电联产机组，改造后机组供电煤耗明显下降，节能效果很显著。机组改造前后的主要指标对比如表1。但火力发电厂300MW纯凝汽式机组改为热电联产机组有很多问题需要解决，出现的实际问题和实施对策如下：（1）300MW纯凝汽式发电机组改造之前。必须对机组各项指标进行摸底试验，铁电300MW纯凝汽式发电机组已经运行20多年，汽轮机、锅炉、辅机设备性能已经发生较大变化。对锅炉的蒸发量，再热器实际通流能力，汽轮机的实际性能指标必须摸清真实的数据，为机组供热改造的方案确定提供可靠的依据；（2）由热电合供汽轮机效率公式可见热电比越大热电效率越高，但其发电能力会有所下降。需要对机组性能进行试验，根据机组指标经济性，以确认机组的供热量。必须经过热力计算，最终确定机组供热的抽汽量；（3）凝汽式机组改为供热机组的方法，在某蒸汽管道开孔实施供热抽汽，供热抽汽量主要取决于供热负荷的参数。城市热电联产的热负荷有2类：（1）城市居民采暖用热负荷，利用供热机组低温低压蒸汽对循环水加热，实现向用户输出热能；（2）工业企业用热负荷，直接向工业用户输送蒸汽。机组供热改造方案的确定，需要根据电厂周围用户利用热负荷的实际情况，即根据用户需用热负荷的压力温度的要求，最终确定在机组那段位置开孔抽汽最经济，以提高供热的经济性。本次供热改造为居民采暖供热，且调查发现，目前铁电附近没有工业用热负荷单位。为了保证机组的发电能力，而且从机组经济性的角度考虑，供热抽汽必须选择能级较低的抽汽段位置。铁电300MW纯凝式发电机组改造为热电联产机组，供热抽汽部位确定在中压缸排汽管。

表1

指标 单位 改造前 改造后

电负荷 MW 300 260

主蒸汽流量 t/h 1025 1050

再热蒸汽流量 t/h 810 820

供热抽汽量 t/h 0 300

净热耗 kJ/（kw·h） 7871 7275

供电煤耗 g/（kw·h） 330 311

凝结水流量 t/h 740 510

1 机组改造对汽机本体的影响

（1）因300MW纯凝汽机组改为热电联产后，供热抽汽位置前的汽机通流部分蒸汽流量较大，该段蒸汽压力较高，抽汽口的动、静叶片将受到偏流的冲击，如果机组在此工况下长期运行，叶片寿命将会缩短；（2）300MW纯凝汽机组改为供热后，汽机的高、中、低压缸因流量发生变化，机组带热负荷后易出现迅速降热负荷的情况，使机组轴向推力的自平衡力发生变化，必须及时对极限工况转子推力进行校对，必要时更换转子推力瓦块。

2 机组改造后对调节系统的要求

（1）为提高供热机组运行的安全性，防止供热机组运行中出现甩电负荷，在抽汽管道上需安装1个逆止阀和1个电动截止阀，还需要安装1只抽汽调节阀，在机组出现甩负荷故障时，能迅速将抽汽系统快速关闭，防止邻机大量蒸汽倒灌，以确保运行中的机组安全、可靠；（2）300MW纯凝汽式机组的调节系统，必须根据发电负荷的运行方式，即并列前调整机转速，并列后调整发电负荷。机组改为热电联产后需增加供热调节系统；（3）由于城市居民用户多，采暖供汽热面积大，需要的供热负荷较多，担负的社会责任十分重大。所以，对于向城市供热的机组，要求其安全性、可靠性非常高。由于供热机组的热负荷切换时间较长，为防止出现停供热的社会问题，可以选择供热机组多台并列运行，一旦某一台机组出问题，其他机组可以紧急增加供热蒸汽量，保证对外供热稳定。也可以在全厂并联的高辅联箱引出一路汽源作为紧急备用。

3 机组改造后对水质的要求

供往城市居民采暖的热负荷，经热网加热器将蒸汽冷却后产生的疏水基本回收到凝汽器，工质损失相对较小。而供热的循环水侧，由于系统庞大，常规损失无法避免，必须持续补充除盐水或软化水。除盐水含氧量较高，对供热系统设备容易造成腐蚀，影响设备换热，因此，除盐水需要经过除氧后才允许补入热力系统，以保证热力系统的正常运行。但是由于种种原因，本次改造没有设置补水除氧器，长期来说，是个安全隐患。

4 结语

通过本次热电联产改造，机组供电煤耗下降19g/（kw·h），年可节约标准煤超过32000t，有效地降低发电成本，增加了企业利润，提高了企业的经济效益。关闭了许多高耗能高排放的小型供热锅炉，降低能源消耗，节省煤炭资源，提高能源利用率，同时，减少污染物排放，提高了城市环境质量，社会效益显著，为实现“节能减排”目标做出重要贡献。

参考文献

[1]发电机组运行规程.铁岭发电有限公司，2012.

[2]供热改造设计说明.中国船舶重工703设计院，2010.

作者简介：

李国良，1971年12月生，男，汉族，铁岭人，铁岭发电公司总工程师，高级工程师，1995年毕业于哈尔滨工业大学热动专业，研究方向发电安全经济运行。