乏汽综合利用改造技术在300 MW直接空冷机组中的应用分析

商继鹏，陈淑琴

（1.山西瑞光热电有限责任公司，山西 榆次 030600；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

乏汽综合利用改造技术在300 MW直接空冷机组中的应用分析

商继鹏1，陈淑琴2

（1.山西瑞光热电有限责任公司，山西 榆次 030600；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

山西瑞光热电有限责任公司1号直接空冷机组利用乏汽综合利用技术进行了改造，有效提高了电厂冬季采暖期的供热能力，增加了供热面积，满足了太原、晋中两市的供热要求，并为增设尖峰冷却系统降低机组夏季运行背压奠定了基础，达到了节能降耗的目的，有效提高了电厂的能源综合利用效率。

乏汽改造；供热能力；运行背压；节能降耗

0 引言

目前，我国是世界上最大的温室气体排放国之一，因此“节能减排”是我国“十二五”期间社会经济发展的一个核心问题。然而“节能减排”、保护环境的根本措施是提高能源利用率和减少余热损失。对于火力发电厂而言，热力系统的最大损失是冷端损失，直接空冷机组的冷端损失更是占到燃料总发热量的40%以上，其乏汽热量对于火力发电厂来说是废热排放，但对于仅需低品位热源的建筑采暖而言，则构成巨大的能源浪费[1]。直接空冷机组在夏季运行时，由于环境温度较高导致运行背压高达30 kPa以上，甚至不能满负荷运行，严重影响了机组的安全经济运行。如果直接空冷机组在冬季将乏汽的低温余热充分回收用于供热，而在夏季利用湿冷系统冷却乏汽有效降低运行背压，将大幅提高电厂的供热能力和能源利用效率[2]，带来巨大的节能效益、环保效益和社会效益。

1 乏汽综合利用改造方案

山西瑞光热电有限责任公司乏汽综合利用改造工程考虑提高电厂冬季采暖期的供热能力和降低机组夏季运行背压节能降耗两方面工作，进行乏汽余热回收利用、夏季尖峰冷却器及配套机力通风塔系统改造。采用在1号机组热网首站前加装侧向进汽凝汽器，凝汽器面积兼顾冬季、夏季运行工况；从空冷大排汽管道端部开孔，直接将汽轮机排汽中的一部分送入就近布置的湿冷凝汽器，利用电厂热网循环水或夏季机力通风塔循环水冷凝进入其中的乏汽，剩余蒸汽仍通过空冷凝汽器冷却，冷凝后的凝结水均自流进入主机排汽装置。

1.1 乏汽余热回收改造

山西瑞光热电有限责任公司额定设计供热能力为698MW，折合供热面积约1 269万m2（采暖热指标按55W/m2计算），不能满足太原、晋中的供热需求。为此山西瑞光热电有限责任公司拟进行1台机组的乏汽余热回收改造，回收乏汽约150 t/h时，可增加供热能力100 MW，增加供热面积约181万m2。1台机组乏汽余热回收改造项目实施后，山西瑞光热电有限责任公司全厂供热面积到达1 450万m2，可以满足太原、晋中两市的供热要求。

改造后利用凝汽器回收机组乏汽余热将热网循环回水从41.5℃加热至49℃，接着通过1号机组基本热网加热器加热至75℃。其中3 300 t/h的循环水直接供晋中热网，剩余8 000 t/h的循环水通过2号机组尖峰热网加热器加热至115℃供太原热网。系统流程详见图1。

图1 1号机组乏汽综合利用流程

1.2 尖峰冷却系统改造

采暖期过后，加装的凝汽器可以作为尖峰冷却器使用，但需要配套进行机力通风塔湿冷系统、循环水泵改造。山西瑞光热电有限责任公司一期场地没有布置尖峰冷却器配套机力通风塔及循环水泵的位置，拟将机力通风塔及循环水泵布置在厂区扩建端。根据现场热网管道布置情况，计划充分利用现有热网管道充当夏季尖峰冷却器投运时的循环水管道，从而降低成本。

1.3 改造方案的效果预计

通过实施上述改造方案，冬季能回收150 t/h乏汽，扩大供热能力100MW，如果在运行中提高1号机组排汽压力，可进一步提升热网循环出水温度，乏汽余热回收效果将更为显著；夏季运行背压可由原来的35 kPa降至约20～25 kPa，降低幅度约 10～15 kPa。

2 资金投入及收益情况

2.1 方案资金投入情况

改造方案采用分步实施、分段投资，首先进行1号机组乏汽余热回收改造，加装1台凝汽器，投资约2 500万元。然后进行1号机组尖峰冷却器配套机力通风塔及循环水泵改造，投资约2 350万元。两项总投资4 850万元。

2.2 节能量预算

2.2.1 供热节能测算

1 号机组供热改造后可回收乏汽余热100MW，扩大供热面积181万m2，年回收乏汽余热85万GJ，节煤2.9万t。

2.2.2 夏季尖峰冷却节能测算

夏季投入尖峰冷却器系统机组背压可降低 10～15 kPa，取 12.5 kPa。每 kPa对应煤耗1.6 g/（kW·h），12.5 kPa折 20 g/（kW·h）。按一年尖峰冷却器投运4个月，机组负荷率为80%计算，单台机组夏季发电量为7亿kW·h；夏季因尖峰冷却节约煤量1.4万t。

2.3 工程经济性分析

工程静态投资：4 850万元。

年新增效益：2 150万元（按标煤单价500元/t计算）。

年新增成本：822万元；

其中包括：大修费：投资×2%=97万元；

财务费：4 850×6.5%=315万元；

水费：夏季耗水量为73万m3，费用为73×2.5＝183万；

电费：全年耗电量为576万kW·h，费用为576×0.393 7＝227万。

年实现利润：1 328万元。

静态回收投资年限：3.7 a。

2.4 资源综合利用量及社会经济效益

本项目年可节约煤总量为4.3万t。减少SO2排放量0.1万t，减少CO2排放量9.93万t，减少NO x排放量97.5 t，减少烟尘排放量0.08万t，减排灰渣1.61万t。

3 结束语

山西瑞光热电有限责任公司对1号机组的乏汽供热改造已经完成，夏季尖峰冷却改造正在进行。通过改造有效提高了电厂的供热能力，增加了供热面积，满足了太原、晋中两市的供热要求。夏季尖峰冷却改造实施后可降低主机背压10～15 kPa，进一步提升机组的安全经济运行水平。乏汽综合利用改造技术使山西瑞光热电有限责任公司的能耗水平、污染物排放水平明显降低，能源综合利用效率有效提高，收到了很好的经济和社会效益，为进一步提高直接空冷机组的安全经济运行水平提供了新途径。

［1］ 陈东，谢冬梅，李心刚.电厂余热资源的有效利用［J］.节能与环保，2006（4）：32-34.

［2］ 郑体宽.热力发电厂 ［M］.北京:中国电力出版社，1997：126-134.

Application of Exhausted Steam Com prehensive Utilization Technology on 300MW Direct Air Cooling Unit

SHANG Ji-peng1，CHEN Shu-qing2
（1.Shanxi Ruiguang Thermal Power Co.，Ltd.，Yuci，Shanxi 030600，China;2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Exhausted steam comprehensive utilization technology was adopted for No.1 directair cooling unit to be transformed in Ruiguang Thermal Power Plant,which effectively improved the heating capacity of the power plant in winter heating period，and heating areawas increased，which canmeet the requirements for Taiyuan and Jinzhong.Besides，it laid the foundation for adding aiguille cooling system in summer to reduce unit operating back pressure so as to be energy-saving and consumption-reduced.To conclude，the comprehensiveefficiency ofpowerplant'senergy usewas improved.

exhausted steam utility technology transformation；heating capacity；operating back pressure；energy saving and consumption reduction

TK175

B

1671-0320（2014）03-0063-03

2014-02-12，

2014-03-20

商继鹏（1972-），男，山西阳泉人，2009年毕业于中北大学热能动力专业，工程师，从事电厂技术管理工作；陈淑琴（1972-），女，山西应县人，2008年毕业于山西大学工程学院热能动力专业，工程师，从事火电厂节能工作。