直接空冷机组高背压供热改造研究

直接空冷机组高背压供热改造研究

发表时间：2019-09-05T10:01:10.520Z 来源：《中国电业》2019年第08期作者：刘刚

[导读] 本文以西北地区某直接空冷供热机组为例，对直接空冷机组高背压供热改造实施方案、

山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250013

摘要：本文以西北地区某直接空冷供热机组为例，对直接空冷机组高背压供热改造实施方案、关键技术点进行了详细的分析，提出了高背压供热经济运行的准则，为同类型项目的可行性研究和运行优化提供参考依据。

关键词：直接空冷；高背压供热改造

0 引言

“节能减排”始终是贯穿我国社会经济发展的一个核心问题，其根本措施是提高能源利用率和减少余热损失。对火力发电厂而言，汽轮机乏汽损失为火电厂热损失中最大的一项，大量的热量（占50%～60%）被循环水或空气带走并排放到大气中[1]。对300MW等级空冷供热机组来说，由于受低压缸最小冷却流量的限制，联通管抽汽能提供最高约310MW左右的供热量，且机组只有部分抽汽被用于供热，汽轮机排汽份额有所减少，但仍存在较大冷源损失。

因此，有必要对该类型机组进行高背压供热改造，以提高电厂的供热能力，降低年均供电煤耗。

1 机组介绍

拟改造电厂装机容量为2X310MW，为西北地区某直接空冷供热电厂。汽轮机型式为亚临界、中间再热、三缸两排汽、单轴、双抽汽、直接空冷式。CCK310-17.75/1.0/0.45/540/540，铭牌功率为310MW,抽汽方式为中压带旋转隔板调整抽汽、中低压联通管蝶阀调整抽汽。配套锅炉亚临界参数汽包炉、自然循环，单炉膛、一次再热、四角切圆、平衡通风、燃煤、固态排渣、全钢构架紧身封闭布置，锅炉最大连续出力1064t/h。机组设7级回热系统，包括2台高加+高加外置式蒸汽冷却器、1台除氧器、4台低加；空冷凝汽器布置在主厂房A排外，每台机组所配的冷却单元为30个，空冷器管束采用单排管。

该供热机组目前面临最大的问题就是供热能力不足，电厂原设计的供热系统中，由采暖抽汽直接加热采暖加热器。最大供热能力约，供需矛盾比较突出，急需进行供热改造。

该空冷机组设计背压：15 kPa，夏季设计背压：34 kPa，在最大进汽量、额定负荷下持续运行允许的最大背压值为 45.1 kPa，对应排汽温度在54～84℃，其背压变化幅度完全适应高背压运行的要求，无需对汽轮机末级叶片进行改造。

根据本地区往年供热记录，供热回水温度在50～60℃,供热回水最大有约20℃温升空间，因此该电厂具备实施高背压供热良好的基础条件。

2 高背压供热改造设计过程

空冷机组高背压供热改造设计需要确定以下关键边界条件：

A.热网循环水进入凝汽器的温度

B. 热网循环水流出入凝汽器的温度

此温度由汽轮机排汽背压确定，一般比排汽背压对应的饱和温度小3～5℃。排汽背压参数的选择详见第4部分介绍。

C. 热网循环水量的确定

热网循环水量越大，对实施高背压改造越有利，本工程循环水量暂按12000t/h考虑。

D. 热网供水温度的确定

另外还需进行主要设备选型以及空冷岛的防冻计算等工作。

具体改造内容：

a)对于汽轮机低压部分而言，冬季高背压供热运行时与机组夏季运行时工况基本一致，汽轮机本体部分不做大的改动，仅增加新的喷水装置和新的运行监测和报警设备。

b)从空冷汽轮机主排汽管上增设一旁路排汽至热网凝汽器，通过凝汽器表面换热来加热热网循环水回水，在热网凝汽器入口蒸汽管道上装有大口径真空电动蝶阀。

c)在空冷岛上方原6列排汽支管中，原已有4列设有大口径真空电动蝶阀，布置于中部的2列原未装设阀门，为便于机组在供热期运行时利用这些阀门，实现对空冷凝汽器的方便调整和切除，此2列处增设大口径真空电动蝶阀。

d)热网凝汽器的排汽凝结水接至原空冷凝结水回水母管至机组回热系统。

e)热网凝汽器循环水进出水管道系统与原热网一次换热站循环水系统连接，原机组具有的中排抽汽供热系统保留，作为尖峰热负荷时调整采用。

3. 具体改造实施方案

高背压供热改造具体方案如下：2台机组采用“二拖一”方案，不改变空冷岛现状，增设一台#1、2机组共用的高背压供热系统凝汽加热器（以下称“供热凝汽器”），从#1、2机空冷岛进汽总管中分别引出一路蒸汽至供热凝汽器，热网循环水回水通过供热凝汽器，利用供热凝汽器回收汽轮机排汽余热对热网循环回水进行一级加热，同时利用汽轮机中低联通管的抽汽作为尖峰加热手段，对热网循环水进行二次加热，满足供热要求。