热压机供热改造的讨论

宋宁

【摘要】通过对华能丹东电厂实际运行情况的调查，发现夏季发电负荷较低，机组很难满足多用户同时用汽，本文主要介绍了利用热压机匹配压力后供热的方法。

【关键词】热压机;压力匹配;供热管道

一、前言

热压机作为一种蒸汽喷射器可以将两种汽源动态调节，是一种简单的压力匹配装置，可以灵活满足电厂对外供热参数要求，從而达到节能减排，增加企业盈利。

以华能丹东电厂为例，华能丹东电厂工程于1997年3月17日由国务院批准正式开工，两台机组分别于1998年11月23日和1998年12月12日，顺利完成168小时试运后，投入商业运行。

装机为2×350MW进口燃煤机组，电厂先后两次对两台350MW机组进行本体改造，达到机组供热能力360MW，实现城市集中供热的目的。改造之后汽轮机参数如下：

额定工况功率 319.684MW

压力 16.67MPa

温度 538℃

新汽额定流量 1128t/h

再热蒸汽额定参数：

压力 3.04MPa

温度 538℃

供热抽汽压力 0.98MPa

供热抽汽温度 372℃

最大抽汽量260t/h

冷却水设计温度20℃

通过对电厂实际运行情况的调查，并根据汽轮机制造厂的相关计算及校核，在采暖期参与深度调峰发电负荷将至40%左右且维持现有采暖热负荷的前提下，单台机组再热热段蒸汽能够抽取的蒸汽量为68t/h;在非采暖期参与深度调峰发电负荷将至30%左右时能够抽取的再热热段蒸汽流量可以达到68t/h，受到发电负荷较低的限制，再热热段蒸汽压力需要进行调节。

根据热负荷资料及电厂主机的实际运行情况，机组正常工况时拟定采用新建1台80t/h减温减压器，用热再蒸汽减温减压以满足供汽参数要求。

本文讨论当机组低负荷运行时，热再压力低于1.8MPa时，用热压机调整蒸汽压力供汽。

二、热压机方案

热压机主要由蒸汽喷嘴、吸入室和扩散管等三个部分组成，其中扩散管又可分为混合段、第二喉管段及扩散段等三部分。

热压机安装在汽轮机本体外，具有结构简单、调节灵活等特点，目前多用于凝汽式汽轮机改成供汽式汽轮机，该装置已在国内部分热电厂应用。可实现自动控制，根据引射出口蒸汽压力的返回信号，来调节汽汽引射器调节芯的行程，从而调整高压进汽的流量参数，使其满足中压蒸汽的压力要求。根据引射出口蒸汽温度的返回信号，来调节汽汽引射器减温水电动调节阀的开度，从而调整减温水的流量参数，使其满足引射出口蒸汽的温度要求。根据本项目实际调峰特点，使用热压机方案可以满足对外供汽和机组低负荷运行需要。

根据热负荷资料及电厂主机的实际运行情况，并考虑到初投资等相关因素，暂定本期新建一台50t/h热压机。根据了解现场需求，确定热压机出口参数为1.8MPa.a、270℃。

由于丹东电厂热压机供汽系统主要在机组低负荷调峰期间投用，目前尚无低负荷机组运行设计参数，采集机组实际运行典型参数，提取低负荷点压力为9.11MPa。参考实际运行情况，机组夏季负荷低于155MW，热再压力低于1.8MPa，主汽平均运行压力9.50MPa，140MW以下主汽平均运行压力9.21MPa;冬季负荷低于105MW，热再压力低于1.8MPa，主汽平均运行10.27MPa（高于13MPa为偶发值）。

综上，参考机组滑压曲线设计点，考虑抽汽工况，本工程热压机进汽压力设计点选择9.31MPa。机组负荷50MW时拟定本期热压机出口供汽流量50t/h，供汽温度270℃。

三、热压机供热优势

由于主蒸汽直接减温减压存在较大节流损失和做功损失，且会过渡消耗主蒸汽。

热压机优点：

（一）相对非调整抽汽减温减压方案管路布置稍复杂，但相对可调整抽汽，仍较为简单，只需新增相应管路设备，改造周期短。

（二）可以常年供汽，不受机组负荷的限制，增加调峰深度。

（三）相对非调整抽汽减温减压方案节省了高品位能源，利用了部分低参数的蒸汽，节约能源。

（四）根据供汽系统的特点，在保证供汽质量最佳的前提下，有一个与其对应的最佳的流量和最佳温度（温差）。所以，最佳调节的运行工况是质和量的综合调节。一方面达到了最佳的供汽效果，另一方面达到了最大限度的降低供汽的热耗和电耗。

四、经济型分析

经计算，本期工程实施后，拟定年供汽量约为71.8×104GJ，如果产生同样的热量，采用电厂供汽方式对比于小锅炉房供汽（锅炉效率按小型锅炉数值70%选取）方式来说，每年可减少燃用标煤量约为0.8×104t，年减少二氧化碳的排放量为3.14×104t/a，年减少二氧化硫的排放量为898t/a，年减少粉尘的排放量为756t/a。

目前为止，西区一期项目已实施供汽，供汽流量约为35～40吨/小时，根据相关数据显示：电厂2020年1月份供热标煤耗平均为41kg/GJ，暂按标煤价格取850元/t，1t蒸汽的热值按3GJ计算，外供1t蒸汽按阶梯汽价格取均值190元/t，则扣除相关成本后电厂每吨蒸汽的含税收益约为85元/t。根据电厂统计的数值，松原化工2020年1月电厂外供蒸汽同比增加2.37万t，电厂净盈利约为200万元。

综上所述，热压机只要系统设计合理，计算准确，可以灵活调整蒸汽背压满足东港市生产企业用汽需要，同时适应和促进了电厂的发展，并有利于节能减排和环境保护，改善区域环境质量和居民的生活环境，符合国家节能减排产业政策及华能集团公司热电联产发展专项规划，具有明显的经济、环保效益和社会效益。

参考文献：

[1]《大中型火力发电厂设计规范》（GB50660-2011）.

[2]《火力发电厂汽水管道设计规范》（DL/T 5054-2016）.

[3]《热电联产项目可行性技术规定》.