低参数蒸汽增压供中压供热系统可行性分析

摘要：浙能锦江环境旗下运行企业21家，其中浙江诸暨八方热电有限责任公司（以下简称“八方电厂”）与芜湖绿洲环保能源有限公司（以下简称“芜湖电厂”）不仅承担着0.6～0.9Mpa，280 ～320℃常规的低压蒸汽供汽任务，还承担着1.6Mpa～3.3Mpa，260～330℃中压蒸汽参数特殊用户的供汽任务。中压供汽参数的特殊性给电厂的经济运行带来了一定的影响。目前该部分外供中压蒸汽八方电厂与芜湖电厂均采用新蒸汽减温减压供给，能源利用率相对较低。为提高能源利用率，寻求技术市场上一种“汽汽引射”技术，将低参数蒸汽通过高压蒸汽高速引流喷射原理并入中压管网进行利用，以减少新蒸汽直接减温减压带来的损失。

关键词：电厂  低参数蒸汽 供汽 可行性

两家电厂供汽参数基本情况（详见表一、表二）

低压供中压蒸汽设想方案可行性分析

1、芜湖电厂设想采用“汽汽引射”回收装置，采用新蒸汽抽取部份低压蒸汽供中压蒸汽，以减少新蒸汽供汽量。

（1）供汽技术参数：

中压供汽压力：1.6～2.2Mpa   中压供汽温度：260～340℃   中压供汽量：15～25t/h

低压供汽压力：0.7～0.9Mpa   低压供汽温度：280～320℃   低压供汽量：20～55t/h

新蒸汽压力：3.0Mpa   温度：410℃

减温水参数：

水源：高压给水       给水压力：6Mpa     给水温度：100℃

（2）新蒸汽与低压蒸汽用量测算（按采集参数最大值测算）：

中压供汽焓值i1=3109.18 kj/kg;低压供汽焓值i2=3095.54kj/kg ;新蒸所焓值i3=3252.8kj/kg：给水焓值i4=418.16kj/kg;

从热量满足角度测算供1t/h中压蒸汽所需要新蒸汽与低压蒸汽需求量如下（低压供汽焓值低于中压供汽焓值，理应不用考虑减温水需求量），设新蒸汽耗用量为X，低压蒸汽耗用量为Y，则i3x+i2y=i1，计算得X≈0.1T/h  y≈0.9T/h。即满足中压供汽1t/h的供热量需要0.1t/h新蒸汽与0.9t/h低压蒸汽热量即可。

但汽汽引射技术一般高低压蒸汽比约为3：1左右，而芜湖电厂新蒸汽与中压蒸汽压差太小，要想完成引射条件就必须加大新蒸汽量才能达到效果。此时又要满足能量守恒定律就需要减温水的补充，求得新蒸汽、低压蒸汽、减温水三个值分别为：i3x+i2y+i4z=i1，计算得x≈0.9t/h  y≈0.05t/h  z≈0.05t/h，即满足中压供汽1t/h的供热量需要0.9t/h新蒸汽、0.05t/h低压蒸汽和0.05t/h的减温水。而电厂采用本文中所列新蒸汽参数下直接减温减压供给经计算需要新蒸汽0.95t/h与减温水0.05t/h。根据计算采用汽汽引射技术与减温减压供热方式基本接近。

芜湖电厂结论：根据以上测算分析在不考虑任何损失的情况下，芜湖电厂实际运行约3Mpa的新蒸汽采用“汽汽引射”技术将低压蒸汽供入1.6～2.2Mpa中压蒸汽管网，以减少新蒸汽减温减压损失不能成立，就芜湖电厂目前中压蒸汽需求量的前提下通过减温减压器供给相对合理。

八方电厂设想采用“汽汽引射”回收装置，根据芜湖电厂可行性分析，八方电厂我们采用燃煤炉高温高压蒸汽作为驱动汽源进行理论分析。

（1）供汽技术参数：

中压供汽壓力：3.3Mpa   中压供汽温度：330℃   中压供汽量：35～40t/h

低压供汽压力：0.7～0.9Mpa   低压供汽温度：280～320℃  低压供汽量：150～300t/h

新蒸汽压力：8.83Mpa   温度：535℃

减温水参数：

冷却水源：高压给水  高压给水压力：15Mpa  高压给水温度：150℃

（2）新蒸汽与低压蒸汽用量测算（按采集参数最大值测算）：

中压供汽焓值i1=3095.54 kj/kg;低压供汽焓值i2=3095.54kj/kg ;新蒸所焓值i3=3473.84kj/kg：给水焓值i4=627.24kj/kg;

测算供1t/h中压蒸汽所需要新蒸汽与低压蒸汽需求量，设新蒸汽耗用量为X，低压蒸汽耗用量为Y，减温水需求量Z。则i3x+i2y+i4Z=i1，计算得X≈0.6T/h  y≈0.3T/h  Z≈0.1T/h。该比例满足热量平衡原理，符合经济运行需求。

假设八方电厂“汽汽引射”可以实现，则经济性如下（按中压供汽平均35t/h，全年运行8000小时）

改造前：八方电厂是采用高温高压燃煤炉通过减温减压器直接供给的。要满足平均35t/h中压供汽量，通过计算得出8.83Mpa 、535℃进汽量约为：29.925 t/h ;15Mpa 、150℃减温水量约为：5.075 t/h。

改造后：采用高压蒸汽引流低压蒸汽供中压汽源，同样按满足平均35t/h中压供汽量来测算，通过计算得出8.83Mpa 、535℃进汽量约为：21t/h ;0.9Mpa 320℃低压蒸汽量约为：10.5t/h;15Mpa 、150℃减温水量约为：3.5t/h。

假设电厂中压供汽价为235元/吨，低压供汽成本价为146元/吨，高压给水成本价为4.5元/吨，新蒸汽成本为170元/吨，发电成本平均按0.37元/kwh，供电价按0.5058元/kwh进经济性测算（详见表三）。在此过程中总的供热热量与流量一致，供汽总收益改造前、后均不变。改造前后成果主要体现在中压供汽综合成本的改变，采用汽汽引射技术后增加了新蒸汽进入背压机做功的蒸汽量29.925t/h-21t/h=8.925t/h产生的发电收益与改造前后总体中压供汽成本的对比（背压机多发电部分收益结合实际运行汽耗约9Kg/kwh进行测算）。

（4）专业设备制造可行性了解，经咨询多家专业制造“汽汽引射”装置的厂家，均表示八方电厂中压供汽与低压节蒸汽参数较高，引射设备制造性能与安全没有保障，八方电厂理论计算经济性相对理想，但实际采用“汽汽引射”方式实现的可能性较少。

结论与建议

根据以上测算与分析，芜湖绿洲环保能源有限公司中压供汽利用“汽汽引射”技术将低压用汽用于中压供汽条件不具备，因减温减压压降较小及中压供汽量有限，若采用汽拖改造也具有一定的局限性。暂时建议保持由新蒸汽3.0Mpa，410℃减温减压器供中压1.6～2.2Mpa，260～340℃汽源相对合理、稳定。

2、浙江诸暨八方热电有限责任公司中压供汽目前采用高温高压蒸汽8.83Mpa，535℃经减温减压供3.3Mpa，330℃具有一定的节能空间挖潜，采用“汽汽引射”技术可吸收部分0.7～0.9Mpa，280～320℃低压参数蒸汽进入中压系统供汽，相对年供汽成本下降100万元左右，但因八方电厂中压供汽与低压节蒸汽参数较高，引射设备制造性能与安全没有保障，实现的可能性较少。

3、八方电厂若中压供汽参数运行是相对稳定的，可考虑增设小型汽拖动汽轮机去拖动功率匹配的风机或水泵设备，安全性、稳定性以及节能率会比汽汽引射技术更优。预测将30t/h  8.83Mpa，535℃新蒸汽背压到3.3Mpa，330℃左右，可产生约2000Kwh电量。年增收可达600万元左右。缺点是汽拖动项目投资较大，运行系统涉及面较广，两个运行系统有互为影响现象。下一步可由电厂与节能服务版块组织汽拖动专业厂家现场勘查，出具可行性实施方案。

作者简介：凌佩武（1979年1月—），男，汉族，籍贯：浙江杭州，本科毕业，研究方向：能源与动力。