高寒地区300MW供热湿冷机组工业抽汽的研究与应用

叶卫东

【摘要】众所周知，近年来东北地区电力供需矛盾愈来愈突出，发电企业机组利用小时数逐年下降，盈利空间被压缩，企业急需拓展外部市场。大唐哈尔滨第一热电厂（以下简称哈一热）紧邻哈尔滨市道里区高新技术开发区，距离3.3公里，该区域现有四台20t工业锅炉对高新区企业供热，效率低下。哈一热与该供热公司合作，进行工业抽汽改造，该项目可以为企业增发电量、优化供热机构、降低冷源损失等方面带来持续盈利能力。本文主要从工业抽汽改造项目的必要性、安全性、经济性进行论述。

【关键词】工业抽汽 必要性 经济性 安全性

1、概述

大唐哈尔滨第一热电厂一期工程为2×300MW机组，#1、#2汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的C250/N300—16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸（高中压缸合缸）双排汽、单抽供热凝汽式汽轮机。#1、#2锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-1025/17.5-HM36型、亚临界、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、自然循环汽包锅炉。采暖抽汽压力0.245～0.687 MPa，额定采暖供汽量340t/h，供热能力1161万平方米。两台机组于2010年初实现双投。

为了满足高新区热用户对供热参数的需求，从两台炉高温段再热器出口管安装一只三通引至减温器，通过减温器减温、减压后供用户使用。

2、工业抽汽改造的必要性

（1）近几年随着国家宏观调控、经济增速放缓及地方政策影响，哈一热计划发电量逐年减少，最小方式核查供热期需双机运行，非供热期即使单机运行，还有两个月的电量缺口，夏季变为双机停备运行方式。工业抽汽改造项目可以为哈一热争取到夏季单机运行、不停机政策。

（2）哈一热设计供热能力2424GJ/H，可承担供热面积1161万平方米，夏季停止供热之后，运行方式变为纯凝发电机组，工业抽汽改造项目实施后，供热结构变为采暖与工业抽汽供热并行，能够最大限度降低冷源损失，供热量得到进一步提高，热电联产效益最大化。

（3）哈一热两台机组投产至今供电煤耗累计降低51.46克/千瓦时，纯凝煤耗累计降低24.23克/千瓦时。经过近几年节能技术改造后，能耗指标继续大幅下降空间受限。工业抽汽改造项目可使哈一热供电煤耗降低约2.9克/千瓦时～7.72克/千瓦时，可使能耗指标得到进一步降低。

3、工业抽汽改造方案的论证

（1）工业抽汽用户参数需求

高新技术开发区工业用汽用户使用蒸汽压力为0.8～1.6 Mpa，蒸汽流量30～80t/h，对温度高低没有要求，过热蒸汽即可。由于哈一热至高新技术开发区管程长度为3.3公里，管道沿程阻力较大，经过黑龙江省电力设计院技术人员测算，蒸汽压力为2.1Mpa，流量为80t/h，送至管道末端出口压力为1.6Mpa。

（2）抽汽点的确定

哈一热两台300MW机组是哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的C250/N300—16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸（高中压缸合缸）双排汽、单抽供热凝汽式汽轮机。采暖抽汽是可调整抽汽，抽汽压力为0.245～0.687 Mpa，针对工业抽汽用户蒸汽压力为0.8～1.6 Mpa，抽汽点可选择方案有两种：高排再热冷段和再热热段抽汽。

哈一热在高排再热冷段已进行热网小汽轮机改造，该项改造已从再热冷段抽汽，抽汽量27 t/h。由于高新技术开发区用户需要蒸汽量较大，若再次抽汽或将影响锅炉再热器正常工作，导致再热器壁温超标，经哈尔滨锅炉厂技术人员计算，如果从再热蒸汽冷段抽汽80t/h将严重影响再热器安全稳定工作，需要进行大规模改造。鉴于改造费用较高，且改造工期较长，从再热蒸汽冷段取汽方案可行性不高。

从再热蒸汽热段抽汽对锅炉再热器壁温不受限制，但再热蒸汽热段为汽轮机中压缸进汽，汽轮机为高中压合缸，高中压转子对置平衡轴向推力，从再热蒸汽热段抽汽是否会对汽轮机轴向推力改变。哈尔滨汽轮机厂回复函，通过厂家研究院技术人员核算，同意从再热热段抽汽100吨/小时，高压各级隔板、静叶片及动叶片强度能够满足使用要求。經过上述两种方案对比，确定工业抽汽改造从再热蒸汽热段进行抽汽。

4、具体改造方案

（1）自锅炉再热器出口管段安装一只异径三通引至减温器，通过减温器减温减压后供用户使用。减温器前管道设计温度546℃，压力4.8MPa，将再热出口蒸汽降为压力为1.2～1.6MPa，温度为250℃～320℃，通过Φ426×13的蒸汽管道到达热用户，满足用户需要，本改造项目只建设从热再出口管道到厂门口战备路的管线，战备路至用户的管线由热力公司负责建设。

（2）减温水从给水泵中间抽头出口引出，压力和温度满足减温器的要求。

（3）工业抽汽改造后，由于供汽凝结水不能回收，经过对哈一热除盐水制水能力校核，化学除盐水系统改造为增设产水62t/h一级反渗透装置1套、产水60t/h二级反渗透装置1套、1台DN1800、出力60t/h混床及相应控制系统1套。

5、工业抽汽改造后的经济性分析

热再蒸汽供工业抽汽流量按照目前统计数据，非供热期30吨/小时，供热期60.42吨/小时计算。

（1）对收入影响

热再蒸汽供工业抽汽全年增加公司收入4762.54万元/年（不考虑对发电量和五段抽汽供热影响）。

热再蒸汽供工业抽汽全年增加公司收入626.15万元/年（考虑在非供热期影响发电量、在供热期影响发电和五段抽汽供热影响）。

●非供热期

等量的热再蒸汽用于工业供汽产生的收入1630.37万元（不影响发电增加的收入）。用于发电产生的收入1272.51万元。按照影响发电计算产生的收入357.86万元。

●供热期

等量的热再蒸汽用于工业供汽产生的收入3132.17万元（不影响发电和供热增加的收入）。用于五段抽汽供热产生的收入2863.89万元。用于发电产生的收入2209.31万元。按照影响五段抽汽供热（包括热再至五抽间发电）计算产生的收入268.29万元。

●全年（非供热期和供热期）合计：

等量的热再蒸汽用于工业供汽产生的收入4762.54万元（不影响发电、五段抽汽供热增加的收入）。供热期用于五段抽汽供热产生的收入2863.89万元。用于发电产生的收入3481.82万元。按照非供热期影响发电、供热期影响五段抽汽供热（包括热再至五抽间发电）计算产生的收入626.15万元。

（2）对经济指标影响

热再蒸汽供工业抽汽拉动全年供电标准煤耗率降低3.02克/千瓦时（不考虑对发电量和五段抽汽供热影响）。

热再蒸汽供工业抽汽拉动全年供电标准煤耗率升高0.88克/千瓦时（考虑在非供热期不影响发电量、在供热期影响五段抽汽供热）。

（3）对采暖供热影响

供热期热再蒸汽供工业抽汽影响五段抽汽采暖供热能力下降124.74 吉焦/小时，供热期影响五段抽汽采暖供热量53.89万吉焦。

6、结束语

1、电力供过于求，负荷率较低地区，工业抽汽对供热期、非供热期发电产生的收入影响有限。

2、供热机组采暖热负荷富裕量较大时，工业抽汽对供热期用于五段抽供热产生的收入无影响。

3、全年计划电量不足地区，工业抽汽可以为企业争取不停机、增发电量。

4、工业抽汽替代效率低下的工业锅炉，起到节能减排的环保效果。