300MW空冷机组高背压供热改造

150090 哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司 黑龙江 哈尔滨｜胡耀志



300MW空冷机组高背压供热改造

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针对我国现在结构设计及其控制模式不是很成熟的供热机组容量小的问题，根据机组供热能力不足的问题，提出了现有300MW空冷机组高背压改造方案，通过改造一些运行参数和对供热效果的一些分析，推断出这个方案可行，改造效果具有安全性和经济性，是比较合理的一个方案。关键词：空冷机组；高背压；改造

300MW机组在现在的电网的构架中，已经不再是系统的主力机组了，对这个机组进行改造，不仅可以解决城市供热能力的不足，还能降低能源的消耗，也为机组的生存提供了出路。

存在的问题

在通常的情况下，300MW机组供热的改造都是增加抽气量。对于湿冷的机组来说，这样的做法会造成汽轮机各个级抽气量的较大变化，需要对变化之后的每一个级的抽气量及各级间蒸汽通流重新进行校核，工作量相当大。对于空冷机组，整体进行供热改造，由于在改造的工程中需要考虑冬季运行时的防冻问题，中间的抽汽量会受到限制，供热的能力也不能大幅度的提升。为了解决这些问题需要分析比较，并进行深入的探究。

高背压供热方案设计和实施

a高背压供热方式的提出

根据空冷机组和湿冷机组的不同进行的供热改造，并且提出改造的思路，即不去改变机组的抽汽式，也不会让汽轮机的本体产生大的变动，只是将机组的汽热进行回收然后再次利用，从而实施对外的供热。基本的思路就是利用提高机组的排气压力（背压），来间接地提高排气的饱和温度，将热量传递到循环水，然后再将高温的循环水供应到供热系统里，当循环的水温度达不到标准的时候，可利用本机或是邻机进行抽汽来补足。

300MW湿冷机组和空冷机组有一定的不同，它的的排气背压一般不会超过18.6KPA，轮机的本体如果不进行适当的改造的话，将不能够满足高背压下运行所需要的条件。300MW空冷机组的排气温度是在54～84度，它的高背压对应为15～55KPA，它所具有的背压幅度是完全满足高背压运行所需的条件的。而且空冷机组的循环水再次回水的温度一般也是在50～60度，完全可以适应高背压运行状态下运用乏汽预热去进行供热，可以产生更好的回收仍量，提高经济效益。

改造的设计过程

空冷机组的高背压供热改造有遵循一定的设计原理，它的设计步骤是按照以下进行的：选择合适的循环水温度进出凝汽器；确定循环水的水量；水温的确定；选择合适的型号；防冻的计算；管道的布置设计；热力系统进行校核；环境保护的分析。

成熟的空冷机组300MW机组，背压的设计一般是在11～18KPA，夏季背压实在32～35KPA，机组跳闸的背压是在65KPA，在夏季的时候一般背压是在40KPA。对于汽轮机低压部分来说的话，高背压供热运行时，无论是冬季还是夏季，机组的运行状况都不会有太大的变化，基本保持一定，汽轮机作为本体的部分不会有太大的影响，所以不做太大改动，改进喷水装置和使用最新的运行监测装置，并且还要增加安全的报警装置，对于排气阀门来说，应该选择更大口径的，选择新的排气管道，以便能够及时对通往空冷塔和通往供热器的空气进行截断，增加去供热凝汽器的管道设施和相关的阀门控制系统，与系统其他部件形成相连完成各项工作。

汽轮机本体在选用叶片时，末级应该选用国家规定的空冷专用叶片，使机组能够适应高背压。300MW空冷机组根据设计背压的要求，可以有两种选择分别是620mm和680mm两种末级叶片。620mm叶片它的背压应该保证在15～18KPA，680mm叶片的背压设计应该保证在11～13KPA。高背压改造后，必须要考虑低压缸末级叶片的安全性及寿命。

改造的效果

该空冷机组改造后确定的正常的运行参数是：背压33KPA，低压缸排气量335t/h，供热凝汽器进水的温度是55度，供热凝汽器出水的温度67度，热网循环水量是14276t/h，在经过抽汽二次加热后，保证供水的温度达到110度。

对改造前后的各项指标和参数都进行了对比，采暖期的发电煤耗降低了很多。空冷机组通过改造，正常运行时它排气压力没有超过33KPA，也保证了供热凝汽器得水的温度不会超过67度，在正常运行的时候他保持在60度左右。当供热凝汽器的运行压力超过了规定的压力的时候，就会导致空冷机组不能正常运行，整个系统的运行将会收到阻碍，可能会导致系统的崩溃。

结论和建议

经过大量的资料和理论，认为对300MW空冷机组实施高背压循环水供热改造，可以明显的提高经济效益和社会效益。通过这次改造可以很好地预见，这个工程的实施对于比方地区来说有很大的作用，他会对北方地区的300MW的空冷机组的供热改造起到一定的作用，为北方对空冷机组的改造有一定的模板作用。

考虑到机组的寿命的问题，机组在进行了改造之后，不同的季节应该采取不同的运行模式，夏季和冬季应该选择合适的模式，从而提高机组的使用效率。当在冬季时外界的热负荷是一定的，可以让改造后的高背压机组运行，保证机组的最大效率。当机组正式进入高背压的状态时，要采取适当的方式。夏季运行时，尽量让未改造的机组多带负荷运行。改造后机组由于排气量面积减小，在较大的排气量下，阻塞背压排气压力已经高于原设计4.9KPA，所以，应调整机组真空，使汽轮机排气压力不低于阻塞背压。

参考：

［1］李岩，付林.电厂循环水余热利用技术综述［J］.建筑科学，2010.

［2］杨俊.电厂循环水余热回收供暖节能分析与改造技术［J］.节能，2010.

［3］初立森，李敏.供热机组的热力与运行特性探讨［J］.吉林电力，2009.