火力热电机组附属系统节能创新之探讨

张桂林

摘要：近年来，大唐太原第二热电厂煤、水、电、热等生产指标的消耗有持续偏高的趋势，为扭转这一恶局，经分析、探讨后认为：该厂机组定排、连排、风烟、水、汽、热网等系统配合改进后，每年就可减少1.8万吨软化水、1.4千吨标煤、6万吨厂用汽的消耗量;机组在生产成本不变的情况下，每日可向电网多供6千余度电（折合年约为220万度），同时也能降低机组0.15克/千瓦时供电煤耗。实施后可提高该厂机组运行的安全性、经济性，有利于该厂向更科学的方向发展。

关键词：连排  定排系统  热网系统  混加系统  余热换热器水、煤、汽、热耗量

0 引言

燃煤火力热电机组运行期间，连排系统必须保持连续运行，这样才有利于机组锅炉汽包中含盐浓度高的炉水及时地排放掉;有利于降低锅炉受热面管内结垢、腐蚀、爆管泄露的程度;有利于提高机组机侧主汽门、调门的严密性，以及汽轮机通流面积与机组的热效率;有利于提高机组运行的安全性、经济性。

1 热电机组附属系统对水、煤、汽、热耗的影响情况

1.1 大唐太原第二热电厂目前总装机容量1860 MW，其中三台200MW、两台300MWW、两台330MW火力热电空冷机组。这些机组在运行期间，它们的连排系统都保持连续运行（定排系统定期使用），连排扩容器中的蒸汽大多都排到各自机组的除氧器中，剩余蒸汽一部分由连排扩容器与定排扩容器的排汽口排到大气中，另一部分蒸汽冷凝成水后汇入连排、定排扩容器的疏水中，然后再排到这些机组定排疏水的排水沟中。排水沟中的这些疏水又排到污水处理厂经处理合格后又排回辅机循环水的回水系统中，再继续供辅机系统使用。

1.2 作为热电厂的该厂，在既可发电、又可供热这两项工作中，发电是一年四季都必须完成的工作，所以电负荷相对比较均衡点;而热负荷在一年中的不同时段却有着天壤之别：①在每年集中供暖的五个月中，一直都是该厂一年当中热负荷最高的时段。期间该厂既要向太原市民进行集中供暖，同时还要向该厂周围的三家兵工厂以及其它企事业单位供它们的生产与生活上所需要的温度约为285度左右的工业蒸汽（在此时段，该厂的热网系统与厂用汽系统平均每日要向外供出9万吉焦左右的热）。②而在其余时段，该厂只利用厂用汽系统向周围的三家兵工厂以及周边的小企业供它们生产所需的工业蒸汽（在此时段，该厂每日仅向周边的大、小企业供出2千吉焦左右的热）。

1.3 2014年以来，随着省城太原市建设的快速发展，住宅办公场所面积的增容，该厂对城市采暖接带面积在过去的基础上又增加了1000万平方米，现已达到了3280万平方米。为此，该厂又扩建了两台330MW的热电机组，该厂目前已有四、五、六、七期热网系统。冬季时它们并联运行，向太原市北城区与该厂周边的单位以及厂内的工作区、家属区供暖。

如果该热网循环水的总量减少，热网循环泵的出、入口压力及流量就会受到影响而降低，就一定会影响到关系民生的供暖质量上。所以说，该厂热网系统在运行期间的补水工作也是一项不能间断的重要工作。目前该厂热网系统的补水工作，主要由六期热网，其次由四期热网来完成。这些要补的水是由自来水公司供到该厂化学车间的生水，经过粗滤、中滤处理后而生成的软化水，这些软化水再通过软化水泵既要供到六期热网除氧器中，经过除氧后的这些软化水排到六期热网除氧水箱中，再通过补水泵直接打进六期热网的回水系统中。

2 新的技改探讨方案

针对该厂运行机组的连排、热网、风烟、混加等附属系统目前的运行情况，分析、探讨后，目前有以下几种对这些系统配合改进，能获得更科学发展的技改方案：

2.1 已实施的技改方案：机组风烟系统与凝结水系统，以及热网系统的配合改进。

该厂三十万机组的排烟温度过去长期偏高（电除尘后仍在140℃-160℃之间），这些热量全排到了大气中。集团公司相关技术部门经科技研讨后，2013年冬季供暖前该厂三十万机组省煤器后新装了一套烟气余热换热系统，实施后机组的排烟温度就降到了120℃～130℃。这就把机组烟气中（这些烟气量一般在1100000～1200000Nm3/h范围）的那些热量更多、更科学地用到了该厂的生产上。

该厂加装了烟气余热换热系统后，吸收这些机组烟气余热的冷源就有了热网循环水回水母管的循环水与除盐水两套水源：

①冬季时，该余热换热系统就接入该厂的热网循环水系统，来自热网回水母管的水（温度约为50℃～60℃）进入烟气余热换热系统，通过烟气余热换热系统的换热元件与烟气进行换热，当热网回水的水温被烟气加热到110℃左右后，又返回到热网回水母管，并入热网系统供给了热用户。②夏季时，烟气余热换热系统就切换至依靠除盐水自循环运行，通过板式换热器加热凝结水，当被加热后的凝结水温达到低加要求的出口水温时，又回到了凝结水主系统，主凝结水回路与烟气余热换热回路成并联布置。

这个烟气余热换热系统，就使该厂三十万机组的烟气被冷却而放出热量，在冬季主要是用来提高该厂热网循环水系统回水的水温;而在夏季主要是用来提高三十万机组汽机的凝结水温。装上余热换热器后，电除尘后面的出口烟温就由加装前的140℃-160℃能降到120℃左右，此时的烟温对该厂主辅设备的安全、经济运行都没有任何的负面影响。

2.2 探讨技改方案一：排烟系统与混加系统的配合改进。该厂三十万机组加装的余热换热器投运后，余热换热器后的出口烟温仍有120℃左右的余热要排到大气中。

本文认为：该厂应利用已加装了余热换热器的技改佳机（文章后面就把这个余热换热器，新命名为“余热换热器A”），在余热换热器A之后再加装一个余热换热器B。该余热换热器B的水侧应由再新装的专供该厂职工洗澡的生水支管来提供（支管内水的平均流量与该厂当前的混加系统一样，也是40T/H）;而它的热源则利用余热换热器A后的烟气温度为120℃左右的余热来提供。这样余热换热器B的出口水温由入口的年平均水温17.7℃，应该就可提高到可供职工洗澡的年平均水温48.7℃，实施后排入烟囱的烟温应该就更接近100℃（如果有时达不到可供职工洗澡的水温时，还可从厂用汽母管再抽取点厂用汽来加热，以达到职工洗澡水温的效果）。这对该厂“节能、减排、降耗”工作的科学发展应该是更有利的。

2.3 探讨技改方案二：连排系统与热网系统以及混加系统的配合改进。如果该厂三十万机组省煤器后加装余热换热器A与余热换热器B的工程仍不可行的话，就应针对该厂三十万机组连排系统与热网系统当前的运行情况进行更科学的技术改进。

本文认为：该厂应该在的两台三十万与两台三十三万机组连排疏水扩容器的疏水出口管处各自再加一根管，在各自的母管上再各装一台带变频的疏水泵（该疏水泵可根据四台机组连排疏水扩容器中水位的高低来自动加减转速），以达到把这四个连排疏水扩容器中疏水能保持在正常水位的效果。从科学的角度出发，这两根疏水母管都应选用稍小的管径。该变频的疏水泵的每个出口管应分为两根支管，一根连到热网循环水的回水母管中，而另一根连到可供职工洗澡的混合加热器中。

这样实施后：

①今后冬季供暖期就可打开供六期、七期热网系统的回水母管的阀门，而关闭供职工洗澡的混合加热器的阀门，这样就可把这四台运行机组连排疏水扩容器的疏水都可打进该厂六期、七期热网系统的回水母管中;②而供暖工作结束时，就可打开供职工洗澡的混合加热器的阀门，而关闭供六期、七期热网循环水系统回水母管的阀门，这样就可使四台运行机组连排疏水扩容器的疏水都可打进可供该厂职工洗澡的混合加热器中。

3 结论

针对当前我国与集团公司大力倡导“节能、减排、降耗”科学发展的大好形势，只要我们齐心协力对各自部门所管辖的相关系统进行科学的探讨与技术创新，人人今天能为部门或企业节约一滴水、一粒煤、一度电、一焦热，通过大家共同的努力，就可能会给企业的明天带来如同一条河流、一座煤矿、一个电站及一个供热站般的综合效益。而且这样也有利于兑现2009年岁末，我国在哥本哈根东道主代表联盟邀请世界190个国家和地区的首脑举办的低碳经济大会上的单方承诺：到2020年我国的国内生产总值二氧化碳的排放量比2005年时要减少40%～45%的诺言。

参考文献：

[1]陈凯，史宏亮.清洁能源发展研究[M].上海财经大学出版社，2009.

[2]孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京：化学工业出版社，2007.

[3]张春鑫.冷热电联产系统节能分析[D].华北电力大学，2012（06）.