哈发公司#4机组低真空供热改造经济性分析

吴强

摘要：通过哈尔滨发电有限公司#4汽轮机低真空供热运行前、后的数据记录与经济性计算分析，得出结论：经改造后的机组明显提高能源的综合利用率，具有显著的节能减排效应。

关键词：哈发公司;凝汽器;低真空供热;经济性;节能

一、#4机组低真空供热可行性分析以及主要数据核定

哈发#4机组为武汉汽轮机厂生产，N12—10/1.2型中温中压单缸冲动凝汽式机组，低真空改造前为凝汽式机组，额定负荷12MW，用0.8-1.3Mpa工业抽汽作为加热汽源。#4机组低真空供热改造方案选用热网首站回水作为#4机组凝汽器冷却水，在保证#4机组凝汽器真空不低于-0.073Mpa，排汽温度不超过70℃的情况下运行;供热循环水流量2400-2600t/h，用#4机组排汽加热热网首站回水，即减少了工业抽汽用量，又降低了循环水泵耗电量，是非常成功的设备改造。

冬季供暖期，哈发#4机组第一种运行方式在供热初末期;低真空第二种运行方式在冬季供热大负荷阶段，下面分别就两种供热方式讨论其经济性：

（一）#4机组第一种低真空运行方式经济数据核算

1. #4机组低真空经济进汽量核算

一般在10月下旬至11月中旬供热初期，以及次年3月中旬至4月下旬供热末期，运营期在50天左右。此时室外气温高于零下12摄氏度，热网首站回水温度相对较低，因此热网首站回水在凝汽器中换热温升相对来说可以高一些。热网首站的供热面积为130—140万平米，按照供水流量有2400-2600T/H，按照供热初末期供热量计算，每平方米的供热量为 50kcal

（1）核算首战热网热值Q

按供热面积130-140取值中间值，则计算值取面积为135，首战热网热值Q=135×50×106=6.75×107  kcal

（2）核算热网首站的供回水流量为G

热网首站的供回水温差按照26℃计算，热网首站的供回水流量为G=2596T/H，取整数G为2600T/H

（3） #4汽轮机的进汽量M计算如下：

采用低真空供热初末期，首战热网回水经过#4机凝汽器后的温升按照12℃计算，此时#4机凝汽器的真空为-0.073MPa，在这个压力下的饱和蒸汽值为2621.3 kj/kg，饱和水温度为68.7℃，饱和水焓值为279.24 kj/kg，考虑有6%的湿度，凝结水温度有2℃的过冷度为66.7℃，#4汽轮机的进汽量为M，凝汽器的换热效率为0.9，M=60.1T/H

2.#4机发电量P的计算

#4汽轮机进汽为工业抽汽，压力为0.98Mpa，焓值为720kcal/kg，排汽焓值为2480.772kj/kg，汽轮机的效率为0.92，发电机效率为0.98，机组轴端功率W如下

W=（720×4.1868-2480.772）×60.1×1000=32.12GJ/h

P=32.12×0.92×0.98÷3600=8.0MW

（二）#4机组第二种低真空运行方式经济性计算

1.#4机组低真空经济进汽量核算

一般在11月中下旬至次年3月中旬，运行期在120天左右。此时室外气温低于零下12摄氏度，热网首站回水温度相对较高，因此热网首站回水在凝汽器中换热温升相对低一些。热网首站的供热面积为130—140万平米，按照供水流量有2400-2600T/H，按照供热大负荷期间供热量计算，每平方米的供热量为 60kcal

（1）核算首战热网热值Q=135×60×106=8.1×107  kcal

（2）核算热网首站的供回水流量，据Q=8.1×107 kcal=G×34 推算出  G=2352T/H，取整数G为2400T/H

（3） #4汽轮机的进汽量M=36.99 T/H

2. #4机发电量P的计算

W=（720×4.1868-2480.772）×36.99×1000=19.77GJ/H

P=19.77×0.92×0.98÷3600=4.95MW取整数约为5.0MW

二、#4机组低真空供热前、后运行参数及经济性分析

1. #4机组第一种低真空运行方式经济性分析

低真空初末期运行，由于热网首站回水温度相对较低，上面已核算出热网首站循环水流量2600T/H，第一种低真空运行方式实际运行中凝汽器中的温升12℃，则计算如下，

Q=2.5×106×12×4.1868=75.36×106KJ/H=75.36GJ/H，供热热费若按32.71元/GJ来收取话，75.36×32.71×24=59，160.61元，低真空初末期共计运营50天，则节约费用人民币F1=295.8万元，仅第一种低真空运营方式50天就节省成本295.5万元。

2. #4机组第二种低真空运行方式经济性分析

低真空运行中期为供热高峰期，热网首站回水温度相对偏高，上面已核算出热网首站循環水流量2400T/H，第二种低真空运行方式实际运行中凝汽器中的温升8℃，则计算如下，

Q=2.5×106×8×4.1868=50.24×106KJ/H=50.24GJ/H，供热热费若按32.71元/GJ来收取话，则一天节约费用：50.24×32.71× 24 =39，440.40元，低真空中期共计运营120天，则节约费用人民币F2 =473.28万元，第二种低真空运营方式120天就节省成本473.28万元。由于实际运行中热网温差、流量是在不断变化的（与室外温度有关），与理论计算数值有一定的偏差，但基本与实际是吻合的。

改为低真空运行后，两台循环水泵均停止，节约了厂用电，仅此一顶就节约成本45.696万元人民币。

而由于低真空运行，低于正常方式下的真空，相同进汽量的情况下，机组出力有所降低，则170天减少发电损失折合人民币728.8万元，效益显著。

三、低真空改造后运行中应注意的问题

1.哈发#4机组出厂时是经过低真空设计的，汽缸尾部以及凝汽器经过加固设计制造的，但低真空方式还是对机组运营安全性有一定影响，为保安全必须严格控制机组低真空方式下的真空，以及机组排气温度不得超标。如超参数，必须依据规程规定及时将机组负荷减到适当，以满足规程对参数的要求，从而保证机组安全运行。

2.低真空方式是以牺牲低真空运营机组的经济寿命为前提，会对机组造成一定隐性损失，所以在收益中必须考虑设备折旧提取。

3.热网首站的线路水泵的运行稳定性直接影响#4机组低真空方式运行的安全性。所以在汽机零米控制室内加装了热网首站#8、9、10线路水泵之间互为联动的联锁装置。以后最好是能引到#4机八米控制盘上。

四、结论

通过对哈发电厂4号机组低真空供热改造可行性和实际运营经济性分析，证明这种方案是完全可行的，且投资少见效快，经过十多年的运行实践证明，汽轮机低真空供热是改造小机组，减少环境污染，降低电厂耗水量，节约能源的有效途径，值得在中小型热电联产企业广泛推广。

参考文献：

[1]李青，公维平.火力发电厂节能和指标管理技术（M）.北京：中国电力出版社，2006

[2]DL/T904—2004，火力发电厂技术经济指标计算方法（S）