永煤控股热电厂1#机低真空供热技术改造的可行性分析

摘 要：结合永煤控股热电厂实际情况，提出采用低真空供热技术对原供热技术进行改造，并就低真空供热技术改造方案实施的可行性分析和应注意的问题进行了分析探讨。

关键词：技术改造；低真空；汽轮机；供热

节能减排是保证国家的实现长期可持续发展的一项重要方针措施，随着人们对环境和能耗的要求日益提高，节能减排是我国企业发展必须路线。我国大量中小型机组的能源利用率较低，仅为25%～40%，其他的热量就白白损失掉了，损失中最大的就是凝汽器的冷源损失，约为总损失量的60%，大量热量被循环冷却水带走，造成循环热效率偏低。近年来低真空供热技术不断完善提高，一些中小机组如果采用低真空供热技术，凝汽器采用低真空运行，用温度較高的循环水直接供给热用户，就大大的提高了全厂的热效率，可将能源利用率提高到70%左右，是实现节能减排的有效途径。

1 热电厂供热技术改造背景

永煤控股热电厂是永煤集团旗下的自备电厂，电厂装机容量为4×25MW，主要任务是保证集团公司煤矿用电，2#和4#机为可调整抽汽机组，1#和3#机为不可调整抽汽机组，其中2#和4#机设计共用一个凉水塔。由于矿区用电压力不大，全年大部分时间3台机运行，由于2#和4#机设计共用一个凉水塔，环境温度较高时如果同时运行则凝汽器真空不能保证，所以冬季供热时采用2#3#4#机运行，其余时间1#、3#和4#机运行。随着城市建设的扩大和不断完善，供热面积也随之不断加大，冬季供暖一台机组供热已经出现明显不足，出现供热温度经常达不到供热公司要求温度。在供热期间需要大量的加热气源加热热网循环水，这样就需要很大一部分高品位蒸汽，造成电负荷下降，增大了全厂的煤耗率。

2 热电厂供热技术改造方案的确定

2.1 技术改造方案的提出

鉴于热电厂供热问题，经研究决定采用低真空运行循环水供热系统进行供热技术改造，通过该技术改造的实施不但能降低冷源损失，还能节省很大一部分高品位的蒸汽，对于提高全厂经济效益也有较大的帮助。机组改造后采取低真空循环水供热时，汽轮机组无需大规模改造，只需将凝汽器循环冷却水的入口及出口管接入供热系统。为保证凝汽器低真空安全运行，正常情况下水侧压力不能超过0.2MPa，热网回水温度一般低于50℃。热网供水在60℃、回水温度在50℃左右比较合理。机组采用低真空运行时，只是汽轮机组变工况下运行，对汽轮机本体并没有改动，但凝汽器在低真空运行期间，由于真空较低，汽轮机组的发电量受供热量直接影响，发电热耗也会增加，但由于自备电厂供电压力较小，发电量不是重点考虑因素。但如果能合理确定供热面积，这对低真空运行汽轮机组的经济运行影响很大。

2.2 低真空供热改造可行性分析

根据对机组对比分析，1#机组为1988年建造，已运行20余年，目前运行稳定，该机组为非调整抽汽机组，供热流量有限，并且距离供热设备距离最近，符合改造条件，可对1#机组进行低真空供热改造。

1#汽轮发电机组主要技术参数：

型号：FC25-3.43/0.49型；

设计排气压力：不低于87kpa，排气温度53℃左右；

实际运行中夏季存在排气温度偏高现象，最高在56℃左右。

永煤控股热电厂设计为自备电厂，主要为矿区用电供电，全年基本三台机运行，矿区供电压力较小，1#机可采用供热时期投入运行，其余时间停运的运行方式，机组运行可根据供热量大小调整负荷。改造后机组可不用凉水塔运行，原1#冷水塔可改造为2#机用，这样2#和4#机可全年同时稳定运行，不再担心凝汽器真空问题，也可保留1#机原循环水系统方便进行切换运行。

采暖期汽机低真空循环水供热运行，用凝汽器取代热网加热器使用，利用机组排汽（参数为凝汽器真空80kp、排气温度60℃左右）加热采暖供热循环水，在供暖高峰期或供暖温度偏低时可用原热网加热器作为尖峰加热器使用，这样原供热系统可保留使用，供热时根据用户需要调整负荷，当供热量较大时投入尖峰加热器运行，保证凝汽器进出口温差在合理范围内。当机组出现事故需要停机时可设置旁路系统隔离运行，用原供热系统不间断供热，保证供热的连续性、可靠性。供暖时期循环水采用软化水补水，此前由于循环水采用开始循环，循环水含盐量较高，并且混入大量泥沙，杂物等造成凝汽器铜管结垢严重，每年都要进行凝汽器铜管酸洗除垢工作，耗时耗力，后期加装胶球清洗系统，但效果不明显。改造后可彻底避免凝汽器结垢现象，省去清理费用。

3 注意事项分析

由于低真空运行造成机组工况的变化，与机组设计的参数有出入，势必影响到机组本身的运行。运行中要时刻注意参数的变化，做好事故预想。需要注意的问题主要有：

（1）降低真空利用循环水供热，机组排气温度升高，引起热膨胀变化，这样后汽缸，转子的低压部分及轴后部温度升高，则2瓦，3瓦轴承温度升高，会引起主轴中心的改变，可能会引发机组振动增大，但在实际投运机组中热膨胀对机组的影响并不大。

（2）对轴向推力的影响，汽轮机转子的轴向推力是由动叶前后的压差和蒸汽在动叶内的轴向作用力、叶轮两侧的压力差、以及转子轴封两侧压力差组成。低真空运行后，引起上述作用力发生变化，目前从已投运情况说明，变化也在安全范围内。

（3）采用凝汽机组的循环水供暖，需要机组稳定运行。机组启动前或出现突发事故时，切换其它机组抽气提供加热气源，机组正常带负荷运行后，再逐渐切换到循环水供暖系统中。

（4）如果出现突发事故时，需停运循环水泵时需故障停机或者切换循环水运行。

（5）冷油器空冷器用水需要进行改造，可用3#机循环水或者工业水接入1#机冷油器空冷器，保证油温风温正常。

（6）循环水回水管路上必须装有压力报警及泄压装置，可有效防止循环水压力突然升高，威胁凝汽器的安全运行，压力突然降低则会使机组循环水中断，机组真空下降，影响机组安全运行。

4 结束语

（1）低真空供热属于机组的改造工程，凝汽式机组改造为低真空供热机组技术简单，新老机组都可进行改造，不需要很大程度的改变系统方式，投入成本较低，从已经投运机组情况来看，节能减排效果很好，国内小机组改造较多。利用低真空循环水供热是解决小型凝汽式机组能耗高，经济性差的最优处理方式，可以达到节能减排，环境保护的目的，提高电厂的综合利用能力，对中小机组的生存发展是一种很好的改造方案。

（2）低真空供热也存在一些不足，比如凝汽器进口压力不宜过高，受到凝汽器承压能力的限制，通常采用大流量小温差方式供热，供回水温度为60℃和50℃，循环水温度过高时，影响机组发电出力，降低机组整体经济效益，在供热高峰时要投入尖峰加热器，增加了系统的复杂性。

参考文献

[1]王方明，李雪松，王磊.小型凝汽式汽轮发电机组低真空供热技术研究[J].包钢科技，2012（1）：46-48.

[2]许敏.凝汽式机组改为循环水供热的技术可行性研究[J].节能，2001（11）：24-27.

[3]马晓红，安威霞.低真空循环水供热存在的问题及解决方法[J].煤气与动力，2007（10）：70-72.

作者简介：张岚杰（1983，12-），男，河南偃师人，大专学历，助理工程师，现从事热电厂汽机运行工作。