50MW抽凝机组低真空循环水余热利用改造

纲要：比拟论证各式轮回水余热哄骗计划，在对机组本质不做改革的前提下，奉行汽轮机低真空轮回水余热哄骗改革，充足发掘配置潜能，晋升电厂供热本事，并拟定各式运转方法，以满意不同阶段供热须要，升高企业经济效力。

关键词：汽轮机低真空轮回水余热哄骗，尖峰加热器，节能环保，供热调动

引言

汽轮机低真空轮回水余热哄骗是为了满意节能环保请求而进展起来的一项节能技巧。汽轮机低真空轮回水供热的道理，简言之便是将汽轮机改成低真空运转，哄骗排汽热量来加热热网水，把热用户的散热器看成冷却配置哄骗。轮回水经凝汽器加热后，由热网泵将升温后的开水注入热网。为满意不同时段供热须要，在凝汽器出口以后加装尖峰热网加热器，哄骗机组抽汽或减温减压后的新蒸汽晋升热网水温度。根据室外温度的变换及室内温度的请求，根据设定弧线肯定稳当的供水温度，对机组负荷举行调动，适时启动尖峰加热器并调动把持电动调动阀的开度，把持尖峰加热器的蒸汽量，测验供热系统供水温度与室外温度变换的般配，防备形成动力铺张。

跟着都邑范围的迅猛蔓延，新华热电供热本事不够与供热须要增进的抵牾日趋赶上，尤其是新华热电南厂属“上大压小”项目代替关停机组，年供暖期结尾奉行关停后，新华热电地域将有近万m2的供热本事缺口。供热本事不够的题目更加显现。但是，北厂2×50MW供热机组形成的排汽余热没有获得哄骗，而是过程轮回冷却水系统排放到了处境中。这部份下档次余热能量很大，如能将这部份余热回收用于供热，现有机组的供热本事可升高15%左右。

一、轮回水余热哄骗的意义

1.满意供热须要

奉行轮回水余热哄骗改革，近期可有用处分供热本事的不够；远期可新开采供热面积，满意供热商场快速进展的须要。

2.晋升比赛本事

年，新华热电在奉行了石灰石-石膏湿法脱硫及SNCR脱硝环保进级改革的根本上，又奉行了环保深度改革，浑浊物排放目标到达超低排放准则。跟着轮回水余热哄骗项方针奉行，新华热电生活本事、盈余本事及商场比赛本事将进一步获得晋升。

3.节能减排请求

奉行轮回水余热哄骗改革，可充足哄骗汽轮机末级做功后的排汽热量，增加冷源损失，升高电厂归纳动力哄骗率、增加浑浊物排放量。

二、轮回水余热供热技巧近况

电厂轮回水与当今罕用的低温热源比拟，具备显著的上风：一是包含的热量庞大，温度适中且不变；二是水质好，与地表水、都邑浑水比拟，不会因腐化、壅塞等成分影响传热成果；三是环保成果显著，由于哄骗余热，可增加冷却塔向处境的散热和水份挥发，消沉对电厂周边处境的热湿浑浊。

电厂轮回水余热哄骗存在的题目是轮回水的温度常常对照低，达不到直接供热的档次请求，需想法合适升高温度，可采取的法子有两个：一是消沉排汽缸真空，升高乏汽温度，即常常所说的汽轮机组低真空运转；二因此电厂轮回水为低位热源，采取热泵技巧汲取个中余热测验供热。

（一）汽轮机低真空运转供热技巧

凝汽式汽轮机改革为低真空运转供热后，凝汽器成为供热系统的根底加热器，从来的轮回冷却水变为了供暖热媒，在热网系统中举行闭式轮回，可有用哄骗汽轮机凝汽所释放的汽化潜热。当须要更高的供热温度时，则在尖峰加热器中举行二级加热。

即使机组真空消沉后，在宛如的进汽量前提下与纯凝工况比拟，发电量增加了，而且汽轮机的相对内效率也有所消沉，但因消沉了热力轮回中的冷源损失，系统总的热效率仍会有很大程度的升高。

1.保守低真空运转供热方法

常常来讲，用户采取老例的结尾散热器所请求的水温较高，汽轮机在低真空下运转，真空需消沉到-80kPa左右，将热网水在凝汽器中加热到55℃左右。保守的低真空运转供热技巧遭到两方面的束缚：首先，保守的低真空运转机组宛如于背压式供热机组，过程的蒸汽量取决于用户热负荷的巨细，于是发电功率遭到用户热负荷的限制，不能隔开举行自力的调动，即其运转是“以热定电”，因此只合用于热负荷对照不变的供热系统；其次，凝汽式汽轮机改革为低真空运转供热时，需过程严刻的变工况运转计较，对排汽缸组织、轴向推力的变换、末级叶轮的改革等方面做出严刻校核和肯定变换后方可测验，而这对当代大型机组而言则是不理睬的，特为对于中心再热式大型汽轮机组，凝汽压力太高会使机组的末级叶片出口蒸汽温渡太高且蒸汽的容积流量太小，进而会引发机组的猛烈震荡，危及运转平安。为明白决这些题目，一些大机组采取了低压转子调换技巧。所谓低压缸双背压双转子调换，即：供热期间哄骗动静叶片级数相对增加的转子，机组高背压运转；非供热期复原至原纯凝工况运转。倘使不换转子效率将下落不少，发电量增加，排汽温度上涨不少，叶片产生颤振，影响平安。采取此技巧即使处分了平安供热题目，但每年需例行替换转子两次，且投资偏大。

2.低真空运转低温供热方法

坚持机组排汽压力不超过策画值，以45℃左右的轮回水直接供给热用户的地板辐射供暖系统，倘使凝汽器排汽热负荷大于用户热负荷，有余的热量过程轮回冷却水系统排放到处境中，测验热电负荷的自力调动。自然，该系统也能够按“以热定电”的方法运转，即汽轮机排汽释放的汽化潜热统统用于供热，此时热效率无疑是最高的。这类系统称为低真空运转低温供热系统。低真空运转低温供热方法不会影响机组的寻常平安运转，发电功率也不受用户热负荷的限制，因此既稳当于中袖珍机组，也稳当于大容量机组。但此供热方法存在两个弱点：一是供热温度低，不适于保守的散热结尾；二是可哄骗的温差有限，寻常不超过10℃，小温差大流量势必会增大运输能耗，限制了其正当的供热半径。这两个弱点大概会影响到热负荷，倘使热负荷不太大，思考随气候变换的成分，轮回水的热量没有获得统统哄骗乃至哄骗的份额很小，此时的系统归纳能效和经济性将会遭到影响。为明白决这些题目，一是抉择地板辐射供暖热用户，二是在其正当的供热半径内探求能与热源相般配的热用户，保证轮回水的热量能够有用获得哄骗。

（二）热泵回收余热技巧

热泵是一种哄骗高位能使热量从低位热泉源向高位热源的安装。它能够采取收缩式，哄骗电力做为启动动力；也能够采取吸取式，哄骗蒸汽、燃气等做为启动动力。

电动热泵由电能启动收缩机，使工质（如制冷剂R22）轮回活动一再产生物理相变流程，离别在挥发器中汽化吸热，在冷凝器中液化放热，使热量陆续获得温位晋升并传导哄骗。在此流程中，热泵的收缩机须要肯定量的高位电能启动，其挥发器吸取的是轮回水带领的低位热能，但输出的热量是可哄骗的高位热能，其数目是新损耗的高位热能和新吸取的低位热能的总和。

吸取式热泵的挥发器用于电厂轮回水热量的吸取，吸取器和冷凝器做为用户供热开水轮回加热系统，它的启动力是高位蒸汽热能和小批电能。

综上所述，不论是采取汽轮机低真空运转供热技巧，照旧采取热泵回收余热技巧，均能有用哄骗汽轮机排汽热量。但采取保守低真空运转供热方法，机组本质及转子均需做改革，且50MW机组为单转子，投资大、改革工期长，不能满意早年供热须要；采取吸取式热泵技巧，存在新华热电自己供热本事不够，蒸汽供给不够的题目；采取电动热泵技巧，需建筑/10KV等第变压器一台,但新华热电KV母线已无空余距离，存在占大地积大，电源没法满意的题目。归纳思考以上成分，本次改革采取低真空运转低温供热方法。

三、低真空运转低温供热计划

（一）改革计划

本次改革根据上海汽轮机厂在余热哄骗功况下，对机组轴向推力和末级叶片强度举行校核的终归，拟定了机组本质不做改革，仅对厂内轮回水管道举行改革，并配套修建尖峰换热站、响应供热管网和换热站，并抉择合合用户。见图1

1.轮回水管道改革

将凝汽器水侧进口管与热网的回水管连贯，将其出口管与热网供水管连贯，并设须要的切换阀门的计划。为了防备凝汽器超压，在热网回水管道上安设了压力平安阀，保证回水压力不超过0.22MPa。为了防备凝汽器及热网管道结垢，热网轮回水采取除盐水做为增进水。见图2

50MW汽轮发机电组、凝汽器的首要技巧参数见表1-2。供暖期，采取低真空轮回水供热运转，凝汽器做为热源哄骗，哄骗汽轮机排汽加热热网轮回水。非供暖期，汽轮机高真空运转，轮回水由冷却塔冷却。

2.尖峰换热站

尖峰站按两台机排汽总热量的50%举行策画，安设了2台共37MW尖峰加热器，3台热网轮回泵。

3.热网和换热站

热网管道首要沿道路和道路一侧敷设，除穿梭道路用地道穿梭外，其它均采取直埋敷设方法。管路全长米。思考动工处境和造价，供热管道采取无赔偿冷安设敷设方法。

换热站为改革工程，共改革换热站3座。换热站的改革方法是将原有换热器替换为端差较低的换热器，而且增大换热面积。

4.热用户的抉择轨则

在抉择热用户时，思考策画供回水温度，抉择为地板采暖用户。

（二）运转方法

汽轮机低真空运转，哄骗凝汽器轮回水供热，将汽轮发机电组真空消沉到87.4kPa，排汽温度为52℃，思考凝汽器的端差为8℃，则凝汽器的最超过口温度为44℃；供热样板请求热用户供水温度为45℃，用户换热站端差取2℃，则需将供水温度提至47℃。因此，配套修建尖峰换热站，尖峰站按两台机排汽总容量的50%举行策画，以晋升供水温度并补救极度气候供热本事的不够。

思考供热负荷慢慢开采、接带的本质情形，拟定下列几种运转方法，充足满意供热须要。

1.单台机组单侧凝汽器带轮回水供热运转。当热负荷不能满意单台机组带轮回水供热运转时，选用单侧凝汽器带轮回水供热、另一侧凝汽器轮回水上冷却塔的运转方法，须要时投入一些尖峰站加热，以满意外界负荷须要。

2.单台机组带轮回水供热运转。当热负荷不能满意双机运转方法的须要。供暖早期采取单机运转方法，跟着室外温度慢慢消沉，当单机余热不能满意供热须要时，采取单机加尖峰站运转方法。

3.两台机组带轮回水供热运转。当热负荷到达策画的.5万平米时，供暖早期采取双机运转方法，跟着室外温度慢慢消沉，当双机余热不能满意供热须要时，采取双机加尖峰站运转方法。

（三）低真空轮回水供热的经济性解析

1.节能降耗解析

根据上海汽轮机厂所供给的热力均衡图（图3），得出机组真空87.4KPa，汽轮机排汽温度52℃，排汽焓值为.5kJ/kg,冻结水焓值为.7kJ/kg，单台机排汽量为62.t/h。根据公式

Q=Gc(hc’—hc)η

个中Q—汽轮机排汽的热量（kJ）

Gc—汽轮机排汽量(kg)

hc’—汽轮机排汽焓值（kJ/kg）

hc—冻结水焓值（kJ/kg）

η—凝汽器热效率（取90%）

计较得出单台汽机排汽的热量为.GJ,热负荷为37MW；则两台机的总排汽热量为.GJ,热负荷为74MW。

供电煤耗计较：

发电、供热总耗汽量=汽机进汽量×（进汽焓—给水焓）

机组供热百分比=机组供热量/机组发电、供热耗热量

机组供热耗标煤量=（总耗标煤量—直供耗标煤量）×机组供热百分比

供电耗准则煤量=总耗标煤量—供热总耗标煤量

供电准则煤耗=供电耗标煤量/（发电量—发电厂用电量）

节能量计较：

节煤量=排汽余热热量/29.

宛如工况下，余热统统哄骗后，按石家庄市年供暖期h计较，本项目年可哄骗排汽余热热量为76.7万GJ,折合准则煤t；可增加粉尘排放量t、SO2排放量t、NOX排放量t。

-供暖期，由于响应供热面积不够，采取单台机组单侧凝汽器带轮回水供热运转，逐日供热量约为GJ左右，供暖期供热量累计达GJ，折合准则煤t，增加粉尘排放t、SO2排放t、NOX排放t，机组供电煤耗消沉约15g/kWh，节能与环保效力显然。

2.经济性解析

两台机组余热加尖峰站可供采暖面积为.5万m2（统统为地板采暖用户，用户采暖热目标40W/m2）。-年供暖期，供热面积70万m2，售热价钱为42.48元/GJ（为不含税价），年收入为.68万元。年后，年供热面积.5万m2，为策画本事的%，供暖期外供热量80.万GJ,年收入为.3万元。

临盆期按20年策画，均匀年收入为.83万元，税后成本为.25万元，投资回收期税后为3.31年。

四、论断

过程奉行轮回水余热哄骗改革可有用回收排汽热量，增加汽轮机冷源损失，到达节约煤炭损耗，增加浑浊物排放，晋升电厂供热本事和盈余程度的方针。

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