亞臨界機組工業供熱改造經濟性研究范文

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摘要：通過對比分析減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機3種方案對315MW機組工業供熱改造經濟性的影響。分析結果表明，為滿足工業熱負荷106.25t/h，采用熱再抽汽進背壓小汽機機發電后排汽供熱方案經濟性最佳；改造完成后，以THA工況為例，可使機組發電煤耗下降16.34g/kWh，以機組利用小時5400h計算，年節約標煤2.78萬t。

關鍵詞：亞臨界機組；工業供熱；減溫減壓；壓力匹配；小汽輪機；經濟性

引言

工業部門占據我國熱力消費的主體地位，工業供熱占全國熱力消費總量的70%以上。目前，除一些大型工業企業由自備熱電廠供熱外，大部分工業企業由鍋爐供熱。燃煤熱電聯產機組進行工業供熱改造，替代分散式燃煤小鍋爐。這不僅可有效降低污染物排放，還可提高燃煤熱電聯產能源利用效率，降低機組發電煤耗率，經濟效益顯著。目前，學者對機組工業供熱改造進行了廣泛分析研究［1-3］。張凱等［4］針對魯北發電廠北重330MW機組進行工業抽汽改造的運行方式，對從鍋爐再熱熱段抽汽改造為再熱冷段抽汽后的機組經濟性和安全性進行了分析。吳暢等［5］以600MW空冷機組為基礎，對工業蒸汽抽汽改造技術進行了論述，研究結果顯示：機組通過再熱冷段及熱段抽汽混合供熱，平均熱負荷89.86t/h、機組利用小時7200h、機組60%THA負荷工況下，可降低機組發電煤耗19.03g/kWh。本文以某電廠315MW機組工業供熱改造為例，對減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機3種供熱改造方案進行了論述，最后對不同方案的經濟性進行了對比分析。

1汽輪機概況

電廠現裝機2×315MW汽輪機，型號為C312/305—16.67/0.5/538/538的亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸、雙排汽、單軸、抽凝式汽輪機。汽輪機主要性能參數如下表1所示。

2供熱技術方案分析

2.1設計基本參數

根據電廠熱負荷報告，電廠近期接待工業熱負荷如表2所示。本次改造對電廠現有2臺315MW機組進行工業供熱改造，因此以2臺315MW機組各接待平均熱負荷106.25t/h為設計熱負荷分析不同方案經濟性。

2.2抽汽端口選擇

工業抽汽抽汽口位置的選擇應根據蒸汽設計參數，結合機組各段蒸汽品質進行選擇。不同工況下機組抽汽口抽汽參數及最大抽汽量如表3所示。機組再熱冷端最大抽汽量僅20t/h，遠小于106.25t/h平均熱負荷需求，因此本次改造中不考慮再熱冷端抽汽改造。則本次改造可選抽汽口為再熱熱段抽汽及中排抽汽。

2.3方案經濟性分析

熱電廠工業供熱改造主要有減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機等技術。減溫減壓技術指從汽機引出高壓蒸汽對其減溫減壓以達到供熱參數要求，主要增設設備為減溫減壓器。小汽機技術指從汽機引出的高壓蒸汽先進入背壓小汽輪機做功發電或拖動廠內設備，小汽機排汽進行供熱，主要增設設備為小汽機及減溫器。壓力匹配技術是利用高壓蒸汽噴射產生高速氣流吸入低壓蒸汽，使低壓蒸汽壓力和溫度提高，從而使其參數滿足供熱參數要求，主要增設設備為壓力匹配器。結合2.2節抽汽端口選擇，本次改造可選方案有熱再抽汽混合減溫減壓，熱再中排抽汽2級壓力匹配及熱再抽汽進背壓小汽機機發電后排汽供熱3種方案。表3所示即為機組THA工況下3種方案經濟性分析結果。由表3可知：熱再中排抽汽兩級壓力匹配方案由于引射部分低參數中排抽汽，其經濟性要優于單純熱再抽汽減溫減壓方案；THA工況下，壓力匹配方案可使機組發電煤耗下降11.47g/kWh，優于減溫減壓方案的11.16g/kWh。背壓小汽機方案由于使高參數蒸汽先做功發電而后供熱，實現了能量的梯級利用，對機組發電量影響最小，且經濟性最佳，可使機組發電煤耗下降16.34g/kWh，以機組利用小時5400h計算，年節約標煤2.78萬t。詳見表4。

3結論

本文對比分析了減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機3種方案對315MW機組工業供熱改造經濟性的影響，得出結論如下：（1）為滿足工業熱負荷106.25t/h，采用熱再抽汽進背壓小汽機機發電后排汽供熱方案經濟性最佳。（2）改造完成后，以THA工況為例，可使機組發電煤耗下降16.34g/kW.h，以機組利用小時5400h計算，年節約標煤2.78萬t。

參考文獻

1何曉紅，高新勇，陳菁，等.600MW超臨界純凝機組改供熱的技術經濟性分析［J］.發電與空調，2017（6）：24-27.

2柴國旭，鄭莆燕，張躍進，等.凝汽式機組工業供熱改造方案分析和比較［J］.浙江電力，2012，31（1）：32-34.

3黎林村.純凝電廠工業供熱改造方案設計［J］.區域供熱，2015（3）：27-30.

4張凱，李明成，馬奎元，等.北重330MW機組工業供熱改造后運行分析［J］.熱電技術，2017（1）：11-15.

5吳暢，唐樹芳，張祎.600MW超臨界機組工業供熱改造分析［J］.能源與節能，2018（5）.

作者：馬斯鳴 單位：華電電力科學研究院有限公司