论文部分内容阅读
[摘 要]凝汽机组进行供热改造的工程逐年增加，汽动热网循环水泵在工程中应用也很常见，以某1x300MW亚临界凝汽机组供热改造为例谈谈对汽动热网循环水泵应用的想法。
[关键词]凝汽机组；供热改造；供热蒸汽驱动；汽动热网循环水泵；经济
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0313-02
1 引言
近几年随着城市的不断扩展，新建筑增加，供热范围扩大，城市集中供热率提高，很多地区的火力发电厂纷纷进行供热改造。有的是将原有供热机组的供热能力进一步提高，有的则是将凝汽机组进行供热改造，同时新建热网首站。经过这样的改造，不但解决了集中供热的问题，同时，大幅降低城市供热能耗，充分发挥能源效益，实现“节能减排”，而且供热机组改造的投资和工期都与新建供热机组有明显的优势。
现以某1x300MW亚临界凝汽机组为例，讨论以供热蒸汽为正常工作汽源，背压式汽轮机驱动热网循环水泵在机组改造中的具体应用情况。
2 凝汽機组改造设计方案的确定
2.1 首先，改造前应对机组进行性能试验。由于凝汽机组的汽轮机、锅炉和辅机经过长期的运行，性能会有所变化。尤其锅炉的蒸发量。再热器的实际通流能力，汽轮机的实际性能指标等应有准确的数据，为供热改造提供依据。然后根据实际需要及自身的能力，通过汽轮机厂的相关计算确定供热改造后机组的抽汽量。
2.2 经汽轮机厂计算确定凝汽机组的改造方案为：将中低压连通管进行打孔抽汽改造（此部分由汽轮机厂负责），采暖抽汽为调整抽汽，通过在中压缸连通管上加装供热蝶阀来实现。
2.3 供热改造后机组部分参数如下：
额定功率：300MW
额定主蒸汽参数：16.7MPa/538℃
额定再热蒸汽参数：3.234MPa/538℃
额定主蒸汽流量：796t/
调整抽汽压力：0.78～1.0023MPa
调整抽汽温度：331.5～355.1℃
额定工况抽汽量：200t/h
最大工况抽汽量：300t/h
额定背压：4.9kpa
2.4 根据现场实际布置要求及降低造价原因，在主厂房A排前新建热网首站，按照国家规程规定配置热网加热器、热网除氧器、热网循环水泵、热网疏水泵、热网补水泵和疏水罐等设备。考虑到供热抽汽参数，建议使用汽轮机驱动热网循环水泵。
3 供热蒸汽驱动热网循环水泵方案
3.1 传统的热网循环水泵驱动方式为电动机驱动，电机功率较大，一个供热周期的电能消耗非常可观。为了提高企业的经济效益，减少厂用电，采用汽动驱动的方式。常规方式为采用背压式汽轮机，汽源采用比热网加热蒸汽压力等级高的抽汽，小汽机排汽进入供热蒸汽，排入热网加热器。
本工程采暖抽汽参数即可满足背压式小汽机的汽源要求，无需再改造其他抽汽作为背压式小汽轮机的工作汽源。备用汽源取自中压辅助蒸汽母管。
3.2 背压式小汽轮机的主要参数
汽轮机型号：B1.5-0.95/0.35
额定功率：1500KW
进汽压力：0.95MPa
进汽温度：354℃
进汽流量：34t/h
排汽流量：33.8t/h
排汽压力：0.35 MPa
排汽温度：267℃
3.3 背压式小汽轮机蒸汽系统图如下：
小汽机正常工作汽源来自供热改造后的汽轮机供热蒸汽，同时供热蒸汽母管上分别引出两路蒸汽进入两台热网加热器，直接进行热网循环水的加热。进入小汽轮机的少量蒸汽，做功后，压力和温度降低，直接排入热网加热器，继续对热网循环水进行加热。
当小汽轮机的进汽压力不能满足正常工作时，切换至中压辅助蒸汽供汽，供暖蒸汽和小汽机排汽继续进入热网加热器，保证对热网循环水的加热效果。
汽动热网循环水泵无需调速装置，运行过程中通过控制小汽轮机的转速来调节热网循环水泵。调节灵活、方便，而且具有较高的调节经济性。
3.4 汽动热网循环水泵驱动装置小汽轮机选型也是需要探讨的问题。目前，小汽轮机叶轮和采用单级和双级，单级叶轮小汽轮机结构、轴封系统和油系统简单，造价也便宜，缺点是效益较差，进汽量要大些。双级叶轮小汽轮机结构稍微复杂一些，轴封系统和油系统比较常规，造价较高。
3.5 凝汽机组供热改造后的主要经济指标：
改造前凝汽机组的年平均发电标准煤耗率是0.312Kg/kw.h。
经过供热改造，可大大提高企业的经济效益。
4 一些想法
4.1 由于汽动热网循环水泵的外形尺寸跟电动热网循环水泵相比要大一些，占地面积较大，可考虑将小汽轮机的油系统集装设备放置到地下。不仅如此，小汽轮机的蒸汽、排汽、轴封、冷却水和润滑油系统都需要布置，再加上检修的要求，可能会造成热网首站占地面积比全是电动热网循环水泵的热网首站大一点；或者在不增加首站总空间的前提下，由于管道占用空间较多，所以检修空间可能会略显紧张。
4.2 凝汽机组改造多是对已经建设多年的发电厂进行改造，设置热网首站的位置空间往往很有限制，也可能涉及到周围设备及地下设施是否需要迁移和保护等，在施工改造期间，施工程序的合理性和施工的安全性尤为重要。
4.3 凝汽机组改为供热机组后，在年发电设备利用小时数一定时，由于机组同时承担供热任务，所以锅炉的年发电设备利用小时数将增大，年燃煤量增加，机组污染物的排放将增加，还需额外考虑环保问题。
5 结束语
随着人民生活水平的提高，不仅仅在北方地区的冬季进行采暖，很多南方城市也在进行供暖的建设。尤其南方地区，多数为凝汽机组，可对机组进行供热机组的改造，配以汽动循环水泵，即能促进我国热电联产事业的发展，又能实现“节能减排”，促进能源消耗合理化。
参考文献
[1] 杨 冬，徐 宏，郑善和. 热电厂中使用汽动给水泵的热力系统优化分析[J]. 站系统工程，2006，22（3）：21-24.
[2] 陈 功. 火电厂循环泵运行方式对机组紧急性的影响[J]. 汽轮机技术，2007，49（1）：70-72.
作者简介
赵巍巍（1981——），女，大学本科，工程师，主要从事电站工程热机专业设计工作。
[关键词]凝汽机组；供热改造；供热蒸汽驱动；汽动热网循环水泵；经济
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0313-02
1 引言
近几年随着城市的不断扩展，新建筑增加，供热范围扩大，城市集中供热率提高，很多地区的火力发电厂纷纷进行供热改造。有的是将原有供热机组的供热能力进一步提高，有的则是将凝汽机组进行供热改造，同时新建热网首站。经过这样的改造，不但解决了集中供热的问题，同时，大幅降低城市供热能耗，充分发挥能源效益，实现“节能减排”，而且供热机组改造的投资和工期都与新建供热机组有明显的优势。
现以某1x300MW亚临界凝汽机组为例，讨论以供热蒸汽为正常工作汽源，背压式汽轮机驱动热网循环水泵在机组改造中的具体应用情况。
2 凝汽機组改造设计方案的确定
2.1 首先，改造前应对机组进行性能试验。由于凝汽机组的汽轮机、锅炉和辅机经过长期的运行，性能会有所变化。尤其锅炉的蒸发量。再热器的实际通流能力，汽轮机的实际性能指标等应有准确的数据，为供热改造提供依据。然后根据实际需要及自身的能力，通过汽轮机厂的相关计算确定供热改造后机组的抽汽量。
2.2 经汽轮机厂计算确定凝汽机组的改造方案为：将中低压连通管进行打孔抽汽改造（此部分由汽轮机厂负责），采暖抽汽为调整抽汽，通过在中压缸连通管上加装供热蝶阀来实现。
2.3 供热改造后机组部分参数如下：
额定功率：300MW
额定主蒸汽参数：16.7MPa/538℃
额定再热蒸汽参数：3.234MPa/538℃
额定主蒸汽流量：796t/
调整抽汽压力：0.78～1.0023MPa
调整抽汽温度：331.5～355.1℃
额定工况抽汽量：200t/h
最大工况抽汽量：300t/h
额定背压：4.9kpa
2.4 根据现场实际布置要求及降低造价原因，在主厂房A排前新建热网首站，按照国家规程规定配置热网加热器、热网除氧器、热网循环水泵、热网疏水泵、热网补水泵和疏水罐等设备。考虑到供热抽汽参数，建议使用汽轮机驱动热网循环水泵。
3 供热蒸汽驱动热网循环水泵方案
3.1 传统的热网循环水泵驱动方式为电动机驱动，电机功率较大，一个供热周期的电能消耗非常可观。为了提高企业的经济效益，减少厂用电，采用汽动驱动的方式。常规方式为采用背压式汽轮机，汽源采用比热网加热蒸汽压力等级高的抽汽，小汽机排汽进入供热蒸汽，排入热网加热器。
本工程采暖抽汽参数即可满足背压式小汽机的汽源要求，无需再改造其他抽汽作为背压式小汽轮机的工作汽源。备用汽源取自中压辅助蒸汽母管。
3.2 背压式小汽轮机的主要参数
汽轮机型号：B1.5-0.95/0.35
额定功率：1500KW
进汽压力：0.95MPa
进汽温度：354℃
进汽流量：34t/h
排汽流量：33.8t/h
排汽压力：0.35 MPa
排汽温度：267℃
3.3 背压式小汽轮机蒸汽系统图如下：
小汽机正常工作汽源来自供热改造后的汽轮机供热蒸汽，同时供热蒸汽母管上分别引出两路蒸汽进入两台热网加热器，直接进行热网循环水的加热。进入小汽轮机的少量蒸汽，做功后，压力和温度降低，直接排入热网加热器，继续对热网循环水进行加热。
当小汽轮机的进汽压力不能满足正常工作时，切换至中压辅助蒸汽供汽，供暖蒸汽和小汽机排汽继续进入热网加热器，保证对热网循环水的加热效果。
汽动热网循环水泵无需调速装置，运行过程中通过控制小汽轮机的转速来调节热网循环水泵。调节灵活、方便，而且具有较高的调节经济性。
3.4 汽动热网循环水泵驱动装置小汽轮机选型也是需要探讨的问题。目前，小汽轮机叶轮和采用单级和双级，单级叶轮小汽轮机结构、轴封系统和油系统简单，造价也便宜，缺点是效益较差，进汽量要大些。双级叶轮小汽轮机结构稍微复杂一些，轴封系统和油系统比较常规，造价较高。
3.5 凝汽机组供热改造后的主要经济指标：
改造前凝汽机组的年平均发电标准煤耗率是0.312Kg/kw.h。
经过供热改造，可大大提高企业的经济效益。
4 一些想法
4.1 由于汽动热网循环水泵的外形尺寸跟电动热网循环水泵相比要大一些，占地面积较大，可考虑将小汽轮机的油系统集装设备放置到地下。不仅如此，小汽轮机的蒸汽、排汽、轴封、冷却水和润滑油系统都需要布置，再加上检修的要求，可能会造成热网首站占地面积比全是电动热网循环水泵的热网首站大一点；或者在不增加首站总空间的前提下，由于管道占用空间较多，所以检修空间可能会略显紧张。
4.2 凝汽机组改造多是对已经建设多年的发电厂进行改造，设置热网首站的位置空间往往很有限制，也可能涉及到周围设备及地下设施是否需要迁移和保护等，在施工改造期间，施工程序的合理性和施工的安全性尤为重要。
4.3 凝汽机组改为供热机组后，在年发电设备利用小时数一定时，由于机组同时承担供热任务，所以锅炉的年发电设备利用小时数将增大，年燃煤量增加，机组污染物的排放将增加，还需额外考虑环保问题。
5 结束语
随着人民生活水平的提高，不仅仅在北方地区的冬季进行采暖，很多南方城市也在进行供暖的建设。尤其南方地区，多数为凝汽机组，可对机组进行供热机组的改造，配以汽动循环水泵，即能促进我国热电联产事业的发展，又能实现“节能减排”，促进能源消耗合理化。
参考文献
[1] 杨 冬，徐 宏，郑善和. 热电厂中使用汽动给水泵的热力系统优化分析[J]. 站系统工程，2006，22（3）：21-24.
[2] 陈 功. 火电厂循环泵运行方式对机组紧急性的影响[J]. 汽轮机技术，2007，49（1）：70-72.
作者简介
赵巍巍（1981——），女，大学本科，工程师，主要从事电站工程热机专业设计工作。