某热电厂6MW背压机组技术改造

郭　峰， 胡庆兵， 何　鹏

(1.合肥热电集团有限公司， 安徽　合肥　230000；

2.安徽电气工程职业技术学院， 安徽　合肥　230051)



某热电厂6MW背压机组技术改造

郭峰1， 胡庆兵1， 何鹏2

(1.合肥热电集团有限公司， 安徽合肥230000；

2.安徽电气工程职业技术学院， 安徽合肥230051)

摘要：某热电厂为提高能源利用率，拟新建一台6MW中温次高压背压式汽轮发电机组，替代2台3MW中温中压背压式汽轮发电机组，同时为解决公司淡季热负荷低造成系统稳定性差的问题，将一期1台3MW抽凝机组改造成后置机接在背压机排汽管道后，利用背压机排汽作为它的进汽，起到维持背压机稳定运行的作用。本文对此技术改造进行了分析，以高参数的背压机组替代低参数的背压机组，提高能源利用率，减少污染物排放总量，达到节约能源、保护环境、提高区域内居民生活质量的目的。

关键词：机组改造；节能；抽凝；背压

0引言

某热电厂原有一期2台3MW中温中压背压式汽轮发电机组、1台3MW中温中压抽凝式汽轮发电机组，分别系1988年、1993年建成投运，目前生产汽耗已达17 kg/kW·h，远超机组额定汽耗10.7kg/kW·h，经济性、安全性均较差。为提高能源利用率，拟新建一台6MW中温次高压背压式汽轮发电机组，替代上述2台3MW中温中压背压式汽轮发电机组，同时为解决公司淡季热负荷低造成系统稳定性差的问题，将一期1台3MW抽凝机组改造成后置机接在背压机排汽管道后，利用背压机排汽作为它的进汽，起到维持背压机稳定运行的作用。以高参数的背压机组替代低参数的背压机组，提高能源利用率，减少污染物排放总量，达到节约能源、保护环境、提高区域内居民生活质量的目的。

1改造方案设计

工程改造方案为1台6MW背压式汽轮发电机组，与二期工程一起组成3炉3机，供热可靠性较高。

由于热负荷呈季节性变化，且变化幅度较大，是典型的以采暖热负荷为主的热负荷变化特性。结合改造方案，热电厂供热机组运行方式为：采暖期和制冷期1台12MW和1台6MW背压机组运行；非采暖非制冷期1台6MW背压机和1台3MW后置机运行。以上三种运行方式均以背压机带基本负荷，适应用户热负荷的每日24小时变化。各时期运行可靠性分析见表1。

表1　某热电厂供热可靠性分析表

从表1可以看出，制冷期、非制冷非采暖期任何1台锅炉故障或检修时均对供热无任何影响，亦不影响机组正常发电。当有1台机组故障时，可启动减温减压装置补充供汽；采暖期当1台锅炉故障时，可减少机组发电量或启动调峰锅炉，以满足热用户需要。

非采暖、非制冷期热负荷最小，因此，应将供热设备的维护保养安排在非采暖、非制冷期，特别是130t/h锅炉，这样不仅可提高供热可靠性，同时还将极大地提高热电厂运行的经济性。

2系统改造

2.1　热力系统

2.1.1主蒸汽系统

6MW背压机主蒸汽接自原主蒸汽母管，进入主汽门前的第一道电动闸阀设有小旁路，在暖管和暖机时使用。

3MW后置机主蒸汽采用12MW和6MW背压机的背压排汽作为主蒸汽，主蒸汽引自二期对外供热母管。

2.1.2背压排汽系统

B6- 4.9/0.98型背压式汽轮机没有中间级抽汽，仅有背压排汽。背压排汽接入分汽缸对外供汽。背压排汽管道另设分支管路，分别进入除氧器和轴封加热器。进入除氧器的分支管路与现有除氧器加热蒸汽相连通。对外供热管道同步建设在线监测，安装在分汽缸对热用户供热的支管上。

2.1.3疏放水系统

轴封加热器疏水进入二期B12机组轴封疏水母管。主蒸汽管道、背压排汽管道及其阀门的疏水接至扩容器降压后进入疏水箱。

2.1.4凝结水及循环冷却水系统

3MW后置机乏汽经冷凝器冷却后，凝结水经凝结水泵加压后接至二期除氧器。循环冷却水系统充分利用现有3MW抽凝机组的循环冷却设备。

2.1.5化学补充水系统

该工程对原有化学补充水系统进行改造，原有化学补充水进入主厂房后经改造后分成两路，一路直接进入除氧器，一路进入该期工程6MW机组汽封加热器，经加热后再进入除氧器。

2.1.6热力系统主要辅助设备选择

该期工程设1台轴加，由汽轮机厂配套供应。换热面积20m2。

2.2　循环冷却水系统

2.2.1循环水量

该工程改造分为两个部分，一期工程中3MW中温中压抽凝式汽轮发电机组改为3MW纯凝式后置机，冷却循环水量维持不变。二期新增6MW背压机，循环冷却水量为180m3/h，循环冷却补水量为3.6m3/h，由城市供水管网供给。二期工程循环水量计算详见表2。

表2　循环冷却水量表

2.2.2供水系统

现有循环水泵AABD300-300卧式离心泵2台，Q=720~864m3/h，H=25.5m，N=55kW；500S22型1台，Q=2020m3/h，H=22m，N=200kW；能够满足二期工程改造后的循环水量要求，故本次改造工程不另外设置循环水泵。

2.2.3冷却设施

循环冷却供水系统流程如下：循环冷却水泵房→压力供水管→发电机组→压力回水管→冷却塔→集水池→循环冷却水泵房。循环冷却水的补水点设在冷却塔的集水池。

改造后二期工程循环水总需水量为846m3/h，二期工程已设3台1000m3/h冷却塔，能够满足二期工程改造后的循环水量要求，故本次改造工程不另外设置冷却设施。

2.3　热工自动化功能

2.3.1DCS系统的结构

DCS系统由现场控制站、操作员站和系统网络组成。宜选用与已建成DCS系统兼容良好的控制站、操作员站的硬件设备及软件系统，并通过冗余以太网接入原系统。

2.3.2DCS功能

DCS系统涵盖以下主要内容：数据采集和处理系统DAS、模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS、汽机紧急跳闸系统ETS、汽机电液调节系统DEH等。

DCS系统完成汽轮机及其辅助系统的自动调节、设备联锁和设备保护等功能。

热工信号报警系统分为CRT报警和常规报警。

2.3.3汽机控制系统的功能

汽轮机启动运行及安全保护是通过调节保安控制系统实现的，调节系统是汽轮机控制的主要环节，全面控制汽轮机的启停、升速、带负荷；保安系统是汽轮机保护的主要部分，它全方位地监视汽轮机的各个运行参数，保护汽轮机安全可靠地运行。

汽机检测系统(TSI)是对汽轮机运行状态进行监视，主要包括以下内容：(1)轴承和推力轴承振动；(2)汽机转速；(3)轴向位移；(4)轴承金属温度；(5)汽机金属温度；(6)相对膨胀；(7)偏心率；(8)本体热膨胀。

电液调速系统(DEH)是汽轮机转速及负载调节的装置，有自动、手动、操作员手动三种运行方式，主要包括以下主要功能：(1)汽机的自动升速；(2)同步和带负荷；(3)锅炉跟踪；(4)汽机跟踪；(5) 机炉协调；(6)手动调节；

危急遮断系统(ETS)是保护汽轮机正常运行的装置，一旦发生紧急情况，迅速使汽轮机停机，保护设备安全。本次工程的ETS柜由汽轮机厂家配套提供，安装在汽轮机的机头附近。

ETS应检测以下主要运行数据：超速、轴向位移大、真空低、润滑油压低、汽机轴位振动大、轴瓦温度高、回油温度高、DEH停机信号、锅炉MFT、发电机故障以及手动停机信号等。当其中任一项超过限值时，ETS系统应能自动关闭汽轮机所有进汽阀门，紧急停机。

ETS系统在下列情况发生时关闭主汽阀和调节汽阀：(1)汽机超速至规定极限时；(2)真空低至极限时；(3)润滑油压下降至极限时；(4)转子轴向位移超过极限时；(5)轴承金属温度超限时；(6)汽机振动达到危险值时；(7)发电机跳闸；(8)手动停机；(9)锅炉MFT；(10)汽机排汽温度超过制造厂给定极限时。

2.3.4保护及报警系统

(1)保护项目：紧急停机保护；保护功能均由DCS中的SCS系统与汽轮机自带的ETS共同完成；对于保护用的接点信号均取自专用的开关量仪表，对于直接用于停机的保护信号，采用“三取二”冗余的方式选取。另外在控制台上设置独立于DCS的紧急停机按钮。

(2)采用以LCD报警为主的报警方式。凡DCS监控范围内所有参数的报警均可在DCS的工控机上显示，对于影响机组安全运行的主要参数的报警信号还在集中控制室的大屏幕上设有声光报警。

3结论

总的来说，该工程实施后可以取得较好的经济效益，新建的6MW背压机组相比一期的2台3MW汽轮发电机组汽耗由原来的17kg/kWh降至12.47kg/kWh。在供热不变的情况下，每年可多发电量2730万kWh。工程建成后，可节约大量的一次能源，提高能源利用水平。

该技改工程是在二期工程基础上扩建的，充分利用了二期工程预留场地和现有设施，投资较低，经济效益、社会效益较好。年节约标煤量3650t；该次技改工程年向电网送电2730万kWh，在不计入外供电力所减少的污染物的条件下，年减排二氧化碳约9563t，减排二氧化硫31t，减排氮氧化物27t，环境效益十分显著。

综上所述，本项目建设对热电厂的经济运行、节能减排都起到了极大的促进作用。

参考文献：

[1] 俞金树.石狮热电公司2×6MW抽凝式汽轮机节能改造[J].能源与环境,2011(1).

[2] 安徽安能热电股份有限公司.汽轮机运行规程[Z].2008.

[3] 杨飞.单元机组运行[M].2版.北京：中国电力出版社,2006.

[责任编辑：薛宝]

6MW Back Pressure Unit Technical Transformation in a Thermal Power Plant

GUOfeng1,HUQing-bing1,HEPeng2

(1.HefeiThermoelectricGroupCo.,Ltd.,Hefei230000,China；

2.AnhuiElectricalEngineeringProfessionalTechniqueCollege,Hefei230051,China)

Abstract:To improve the utilization rate of energy, a thermal power plant planned to build a 6MW medium temperature sub-high pressure back pressure turbine generator unit, which would replace two 3MW medium temperature and medium pressure back pressure turbine generator units. At the same time, a 3MW extraction condensing unit in the first phase of the project was converted into a back pressure turbine with post machine connected with the exhaust steam pipe in order to solve the problem of poor system stability caused by the low heat load in the off-season in the company. It used the exhaust steam of the back pressure turbine as its steam admission to maintain the stable operation of the back pressure machine. This paper analyzed the technical transformation. Using the back pressure turbine with high parameters instead of the one with low parameters can improve energy efficiency; reduce pollutant emissions to achieve the aim of saving energy, protecting the environment and enhancing the area resident’s quality of life.

Key words:retrofit; energy saving; extraction condensing; back pressure

中图分类号：TK01+8

文献标识码：B

文章编号：1672-9706(2015)01- 0087- 04

作者简介：郭峰(1983-),男，安徽淮北人，合肥热电集团有限公司，助理工程师，从事电厂工程技术管理。胡庆兵(1973-),男，安徽巢湖人，合肥热电集团有限公司，助理工程师，从事电厂工程技术管理。

收稿日期：2014-11-27