300MW纯凝汽式机组供热节能改造

崔振杰

（华电国际十里泉发电厂节能环保部，山东 枣庄 277103）

枣庄城市集中供热主要依靠小型供热机组，能耗高，效率低。供暖季节出现耗能高的小机组与低耗能的大型凝汽式发电机组争电负荷现象，使大型发电机组负荷率降低，机组效率下降，发供电煤耗上升，造成能源浪费。为此，将原N300-16.7/537/537型汽轮发电机组改为N320/300-16.7/1.0/537/537型，改造后供电煤耗下降较多，节能效果十分显著，其改造前后的主要指标对比见表1。

表1

但火力发电厂300MW纯凝汽式机组改为供热机组有很多问题需要解决，以下介绍300MW纯凝汽式机组进行供热改造出现的问题和应对策略。

一、机组改造方案的确定与实施

1.机组改造前应对机组进行性能调查试验。300MW纯凝汽式机组已经运行多年，汽轮机、锅炉、辅机设备性能发生变化。尤其是锅炉的蒸发量、再热器实际通流能力和汽轮机的实际性能指标应有准确的数据，为供热改造的方案选择提供依据。

2.热电合供汽轮机效率公式ηth=ηt[1+Q/W]，其中ηt为纯发电汽轮机效率，Q/W为热电合供汽轮机的热电比。由此可见，热电比越大热电效率越高，但其发电能力会有所下降。因此应根据机组供热经济性分析确认最经济的供热量，并通过热力计算，确认机组供热抽汽量。

3.凝汽式机组改为供热机组的方法，是在原抽汽位置开孔增加供热抽汽，供热抽汽量取决于热负荷的参数。热电联产的热负荷分为两种，一是采暖用热负荷，利用低温低压蒸汽加热循环水实现热能的输出；二是工业用热负荷，直接向用户输出蒸汽。机组供热改造方案的确定应根据电厂周围需用热负荷的情况，即热负荷的压力温度需求，最终确定在机组那段抽汽位置开孔进行供热抽汽。

4.为避免供热抽汽过多影响机组发电能力，供热抽汽应尽可能选择能级较低的抽汽段。300MW纯凝式发电机组改造为抽汽供热机组的采暖抽汽部位选择在四段抽汽位置。

5.对工业用热负荷进行全面调查，合理选择机组抽汽参数与热负荷参数相匹配的位置开孔抽汽。300MW纯凝式发电机组对工业抽汽位置选择在中、低压缸连通管进行抽汽，通过减温减压来满足工业用户用汽。

二、机组改造对汽机本体的影响

1.改造后，供热抽汽位置前的汽机通流部分将处于大流量工况，监视段压力会升高，靠近抽汽口的动、静叶片还将受到偏流的影响，如果机组长期运行叶片寿命会缩短，需要重新校核动、静叶片强度是否满足要求。

2.改造后，汽机的高、中、低压缸流量会发生很大变化，机组带热负荷后可能会出现快速减热负荷的情况，机组轴向推力的自平衡力会有较大变化，要对极限工况转子推力进行核算，必要时更换推力瓦块。

三、机组改造后对调节系统的要求

1.为提高供热机组运行的安全性，防止供热机组运行中出现甩电负荷，在抽汽管道上需安装一个逆止阀和一个电动截止阀，并串联一个快速抽汽调节阀，在机组甩负荷时，可快速关闭抽汽系统，防止邻机大量蒸汽倒灌，确保机组运行安全、可靠。

2.纯凝汽式机组调节系统按电负荷运行方式，即并列前调整转速，并列后调整电负荷。机组改为供热后需增加供热调节系统。

3.城市居民采暖供热用户多，供热面积大，需要的热负荷多，社会责任重大，所以，对改造后供热机组运行的安全性、可靠性要求很高。因机组热负荷的切换速度较慢，为防止汽机和电气部分出现故障影响供热，必须在主蒸汽门前安装供热减压站。当锅炉运行正常，汽机和电气部分发生故障时，主蒸汽可通过减温减压直供用户，为备用机组接带热负荷缩短时间。

四、机组改造后对水质的要求

1.居民采暖供的热负荷，热网加热器将蒸汽冷却后的疏水基本全部回收，工质损失较小。供工业用户的热负荷，由于回水率很低，因此需要向热力系统补充除盐水，避免对供热系统设备造成腐蚀。除盐水必须经过除氧才能补入热力系统，保证热力系统的正常运行。

2.化学处理的除盐水进入凝汽器喉部，用汽轮机排汽对除盐水进行加热，并利用凝汽器的真空进行除氧。在凝汽器喉部高速排汽区布置高效雾化喷嘴，补水与汽轮机排汽进行混合换热，吸收排汽凝结时放出的气化潜热，使补水达到真空状态下的饱和温度，除去补水中的氧。

五、效果

1.改造后，供电煤耗下降为24g/kW·h，年可节约标准煤为32000余t，有效降地降低了发电成本，增加了企业利润。

2.关闭了许多高耗能、高排放的小型供热机组，降低能源消耗，节省煤炭资源，提高能源利用率。同时，减少污染物排放，社会效益显著。