大型机组供热改造后运行特性变化与对策

邹丰年 严华 杨波

【摘 要】随着我国日益严峻的环境问题，以及城市对供热需求的不断增长，对现有供电机组进行供热改造成为了一举两得的高效应对策略。但由于机组工况与设计值并不完全匹配，造成供热改造后机组的运行特性发生变化。本文以苏州望亭发电厂供热改造后的实际运行实践，介绍了机组改造后可能出现的特性变化及应对策略。

【关键词】供电 改造 特性变化 对策

1 前言

随着我国环境问题的逐渐凸显，国家对于节能环保的要求日益提高。近年来随着电力工业迅速发展，一大批大型机组相继建成投产，供电紧张的局面有所缓和。而同时热负荷较集中的城市热网的迅速发展和热电厂供热能力不足的问题十分突出。[1]这就为大型供电机组的供热改造打造了良好的基础，也成为了目前电力企业改革的主要方向之一。

但是现代大型汽轮机是一套非常精密的系统，进行局部改造后，将对其运行特性带来很大影响。同时相当部分机组改造后，运行时仍需要满足电网调峰要求，即以保电供热方式运行。因此机组实际运行将是极为复杂，发电和供热经常不是同步变化，很难达到设计工况，节能效果自然会有较大下降。[2]本文将以苏州望亭发电厂一期供热的主力机组11号机组的生产运行经验为例，介绍大型机组供热改造后可能带来的特性变化及相应对策。

2 参考机组简介

本文作为参考的11号机组是亚临界、中间再热、高中压合缸、双缸双排汽、单轴反动、凝汽式机组。此次供热改造，11号机组共提供两路供汽汽源。一路为高压汽源，取自再热蒸汽热段，设计压力为3.23MPa，温度为538℃，最大抽汽量为50t/h；另一路为低压汽源，在中压缸排汽联通管道安装阀门进行抽汽供热，设计压力为0.9MPa，温度为330℃，最大抽气量为300t/h。

3 改造后的运行特性变化与相应对策

3.1供热改造后机组总体经济性明显提高

11号机组供热改造后于2012年10月正式投产，在其正常供热运行至2013年6月，由华电集团进行了项目后评估报告，其数据显示11号机组供电煤耗下降22.9 g/kWh，年节约标煤约4.53万吨/年，减排二氧化碳约10万吨/年，大幅减少无锡市区粉尘、二氧化硫和氮氧化物污染。2013年上半年蒸汽销售7646万元。其节能减排功效及经济效益均十分理想。

3.2 四级抽汽压力上升

此次供热改造，在中压缸排汽联通管道安装阀门，即中低压连通调门，以此对中排汽进行升压及分配，一部分进入低压缸继续做功，另一部分进入低压供热管道，对外供汽。这就使得中排蒸汽的压力相较于供热改造前，有很大的提高。而该机组的四级抽汽即取自此段，进而造成四级抽汽压力上升明显。

这对机组安全运行主要有以下三方面的影响：

第一、造成四级抽汽压力用户（如除氧器、汽动给泵）均处在高压工况下运行。加速设备老化，且改造后运行压力与设备压力高限差距小，一旦供热出现波动，存在误动作可能。

第二、使得汽动给泵的安全运行范围增大，缩短电动给泵的运行时间。按照原设计在机组120MW投用一台汽动给泵，240MW投用第二台汽动给泵。供热改造后，100MW时即可投用第一台汽动给泵。经过对过往机组热态启动时的电动给泵运行时间统计（本文统计工况为热态启动时间），供热改造前，电动给泵在机组启动过程中运行约20小时。供热改造后，电动给泵在机组启动过程中约运行14小时。节约了近1/3的工作时间，有效降低厂用电消耗。

第三、中排蒸汽压力提高，使得高中压缸的蒸汽焓降较少，即汽轮机高中压缸做功量减少。使得机组经济性变差，且随着中排压力的增加，这种趋势越明显。故在调节供热参数时，应尽可能控制好中排压力，不能一味的追求供热量，而使得机组的效率下降太多。

3.3中低压连通调门受低频振动影响

中低压连通调门是安装在中压缸排汽区，靠截流来进行中排汽的压力提升与流量分配。这就使得其工况相当恶劣，有十分严重的低频振动现象。曾发生过吊配震断打坏控制机构、控制模块因长期低频振动后机构失灵、执行机构减速齿轮中的弹子轴承振碎等事故。为此经过我厂认真研究后确定了将原控制、执行一体式的阀门结构改造为分体式结构。即将阀门的控制机构解体，安装至周边工况更好的地点。并且对吊装机构进行加固。经过一段时间的运行，其受低频振动的影响大大降低。

3.4 凝结水明显补水量增多

供热改造后另一个明显变化是凝结水补水量大幅增大。供热改造后，由于一部分蒸汽输送至热网，不再回到机组，故凝结水补水量视供热量大大增加。这就给机组凝汽器的除氧效果及锅炉水质控制，带来极大压力。为此，在供热改造时，我厂即对机组凝汽器加装鼓泡除氧装置。其原理是从中排供热管路中抽取一定量的蒸汽，直接进入凝汽器。与化学输送过来的补水共同进入鼓泡除氧装置，进行充分混合，以达到提高凝汽器效率的作用。

经过一段时间的运行调试，对凝水含氧量的降低有一定帮助，但对炉水水质控制帮助不大。在供热量大时，其金属离子浓度明显上升。为此，我厂增加了炉水定排次数。由原来的每月3-5次，增加至每月8次。提高了炉水品质。

4 结语

对有设计余量的大型机组进行供热改造，确实可以提高其经济性。但在改造后的运行中，仍需认真分析其带来的影响。本文所提及的措施，能够一定程度上控制改造所产生的问题。但如何彻底消除上述问题，仍需进一步的数据收集与分析，并且进行一定的技术改造。以便能进一步提高供热改造的经济性与安全性。

参考文献：

[1]周海龙.某凝汽机组供热改造及改造前后的热经济性分析[J].科技创新导报，2012（02）：92.

[2]郑莆燕，柴国旭，任建兴.供热改造机组运行性能研究[J].华东电力，2013年6月第41卷第6期：1393.