大屯发电厂#8、9机低真空循环水供热改造经济性分析

陈超

摘 要：文章介绍大屯发电厂#8、9机低真空循环水供热技改造术，通过对各指标的分析，为电厂带来了巨大经济和社会效益，节约了大量的能源，同时减少了环境污染，为企业节能挖潜提供了有效途径，为当前热电企业走出困境带来了希望。

关键词：发电厂；低真空；循环水供暖；经济性

利用循环水集中供热，避免了机组大量的冷源损失，又替代了低效率的小锅炉区域供热，为国家节省了大量的能源，同时减少了空气污染。大屯发电厂#8、9机采用循环水供热将原来散排的热能用于集中供热，将使全厂的热效率由现在的40%左右提高到80%。

1 概况

大屯发电厂8#、9#锅炉设计蒸发量90t/h，工作压力5.3MPa，过热汽温450℃。#8、9机型号C15-4.9/0.98，额定进汽温度435℃，额定抽汽压力0.981MPa，额定抽汽温度267℃，额定抽汽量50t/h。

大屯发电厂低真空循环水供暖改造前、后的工艺流程图如图1、图2所示：

2 节约燃煤量的计算

采用循环水集中供热后，将会回收很多热量。同时关闭小的低效率的供热锅炉，电厂锅炉产汽量也会相应减少，而这些都会节约一定的燃煤。

2.1 循环水回收的热量节约的燃煤量计算

在凝汽量不变的情况下，由于低真空技术的采用，冷源损失的热量被回收回来。供暖期单位时间回收的热量Qhs2可用下式表示：

式中：D2-15MW机组额定排汽量，t/h；hd-汽机低真空排汽焓，kJ/kg；hbh2-75℃饱和水的焓，kJ/kg。

沛县冬季供暖总天数本设计按120天计取，从每年11月15日至次年3月15日，在供暖期间回收的热量为：

Q1=46.21×103×120×24×3600÷106=479104.9GJ；

折合标煤为：Bb1=479104.9÷29310×103=1.6346万t/a。

2.2 单位时间少发电量折合的热量增加燃煤量计算

由于低真空改造，真空恶化，被压提高，汽轮机内焓降减少，部分本来用来发电的能量被用来供暖，单位时间少发电折合的热量有下式：

式中：D2为15MW机组额定排汽量，t/h；hd为汽机低真空排汽焓，kJ/kg；hpq为改造前排汽焓，kJ/kg；

由上式可以求出，

在供暖期间，少发电折合的热量为：

Q2=2.47×103×120×24×3600÷106=25608.96 GJ；

折合标煤为：Bb2=43338.24÷29310×103=873.7t/a。

2.3 减少锅炉产汽量节约燃煤量计算

应用循环水供暖后，理论上不在消耗整汽来供暖，汽轮机在同等负荷情况下减少了进汽量。在理论上，当电厂满足其他生产要求的前提下，减少的进气量为50t/h。

折合成热量为：

式中：hc-抽汽焓，kJ/kg；hgs-给水焓，kJ/kg；T-季度供暖时间，s。

由上式，抽汽焓hc为已知量，为2974.8kJ/kg，给水温度按100℃计算。则，给水焓为419.06kJ/kg，季度供暖时间T为120天。将数据代入上式中，得：

Q3=99.93÷3.6×（2974.8-419.06）×120×24×3600÷106=368026.56GJ；

折合为标煤为：Bb3=368026.56÷29310×103=1.2556万t/a。

综上可知，采暖季可节省的标煤为：

B=Bb1-Bb2+Bb3=1.6346-0.08737+1.2556=2.80283万t/a。

3 低真空运行社会效益

低真空运行后，由于燃煤量会减少，必然会减少SO2、CO2、氮氧化物和粉尘的排放，从而产生很大的社会效益。下面将就几种主要的污染物的减少量进行了探讨。

大屯发电厂采用大屯煤电公司开采的烟煤，具体的参数如下：

表1中节省燃煤量是以标煤为准计算的，为了下面计算的方便性，将标煤转化为大屯煤电公司实际的煤量，转换的标准为煤的低位发热量。可以下面式子转换：

式中： B-实际煤节省量，万t/a；Bb-标煤节省量，万t/a；Qar.net.p-标煤的低位发热量，kJ/kg。

将数据代入上式得：B=29310×2.80283÷17693=4.6431万t/a。

3.1 减少烟尘排放量的计算

燃煤在锅炉内燃烧时，由于燃煤中有灰分，且除尘不能100%除干净，在排烟中会有飞灰排进大气中。由于节省燃煤，从而烟尘的排放量也会减少，具体计算可以用下式表示：

式中：B-每年节约的燃煤量，t/a，为86402t/a；Aar-燃料收到基含灰量，%，为24.5965；ηc-除尘器效率，%，旋流板除尘器效率为99%；q4-机械未完全燃烧热损失，%，取为15%；αfh-锅炉排烟带出的飞灰份额，%，取为20%。

将数据代入上式中，可以求得减少烟尘排放量：

3.2 减少SO2排放量的计算

同烟尘排放相似，燃煤的减少会使得排放减少，从而也会产生一定的社会效益。具体的计算可用下式表示：

式中： B-每年节约的燃煤量，t/a，为46431t/a；Sar-燃料收到基含S量，%，为0.5483；ηSO-脱硫率，%，为85%；C-含硫燃料燃烧后生成 的份额，%，为85%。

将数据代入上式计算，由于SO2的分子量是S的2倍，所以SO2得排放量的质量是S的2倍。得：

3.3 减少氮氧化物排放量的计算

燃煤中的氮元素燃烧所产生的NOx主要是NO或是NO2。其中NO质量分数约占90%，而NO2只占10%左右。假设只是燃料中的氮进行转化，则具体的计算可用下式表示：

式中： B-每年节约的燃煤量，t/a，为46431t/a；Nar-燃料收到基含氮量，%，为1.2024%；

公式中前面的数字代表分子量的不同，将数据代入上式中得：

3.4 减少灰渣排放量的计算

由于灰分会以飞灰和炉渣的形式存在，因此减少燃煤也必然会减少灰渣的排放量，具体计算如下式：

式中：B-每年节约的燃煤量，t/a，为46431t/a；

Aar-燃料收到基含灰量，%，为24.5965%；

q4-机械未完全燃烧热损失，%，取为15%。

将数据代入上式中，可得：

4 结束语

大屯发电厂#8、9机低真空改造项目实施后，每年的节能减排量如下表2所示：

由此可知，在当前煤价日益上涨和环保要求越来越严的形势下，低真空循环水供热改造可以为企业带来很好的经濟效益。

参考文献

[1]汤延庆.汽轮机低真空循环水供暖改造和调试技术[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2007.

[2]李勇，曹丽华，栾忠兴，等.CC12型汽轮机低真空供热的安全经济性分析[J].化工机械，2003（5）.