热电厂供热改造技术探究

热电厂供热改造技术探究

摘要：主要研究热电厂供热改造技术，介绍了热电联产机组形式以及常见机组供热改造技术，针对不同热电厂机组情况整理了供热机组和供热改造技术的选

用建

议。

关键词：热电厂；供热改造；机组

1引言

热电厂的运行需要同时满足发电和供热的功能要求，随着供热需求的增加，发电量不断下降。因此针对热电厂供热改造技术进行研究具有十分重要的现实意义。

2热电联产机组形式概述

2.1背压供热机组

所谓背压供热机组是指热电联产机组采用一体化设计，机组同时实现供热和发电两方面的功能。背压供热机组不需要配置凝汽器，因此在发电与供热衔接过程中不会出现冷端损失，发电方面能够实现55%左右的热发电率，因此能源利用率更高，也能实现较好的经济效益。但是发电机组的运行功率是根据供热需求来确定，热电耦合性比较强，因此不能随意对机组负荷进行调整，只能实现相对单一的供热品质，因此在造纸厂、化工厂等用热稳定的企业用户中使用较多。

2.2抽背供热机组

在背压供热机组的基础上，将部分蒸汽从汽轮机的中间级抽取出，能够直接供应给对于蒸汽压力等级较高的用户，其余部分与背压供热机组相似，也能满足发电和供热的需求，剩余的蒸汽能够以较低的压力排出。抽背供热机组的热发电

率相较于背压供热机组更高，能够达到70%左右，同样也存在对运行负荷适应性

较差的问题。

2.3 抽凝供热机组

抽凝供热机组的特点是使用抽凝式汽轮机，在机组运行过程中，可以根据热

负荷需求的不同在不同位置进行抽气用于供热，未抽取的蒸汽仍然用于发电，而

且可以在系统内循环使用。该类型机组能够以较高的效率完成供热发电作业，而

且适用于不同规格的热负荷需求场景。目前常用的抽凝供热机组为200MW左右。

2.4“NCB”供热机组

结合抽背机组和抽凝机组的特点研发的“NCB”机组可以分为单个发电机和

两个发电机两种不同的机构，前者将发电机安装在汽轮机组高压缸之前的位置，

不耽误正常发电，后者是在高中压和低压位置分别配置一台发电机，并用管道连

通两个区域，而且后者能够以三种不同的形态运行，在非供暖时期，机组以纯凝

式发电机组的状态运行，实现较高的发电效率；在正常供暖阶段，同时完成供热、发电作业，与抽凝式汽轮机的原理相似；当进入供热高峰期，可以将机组调整到

背压工况的运行状态，根据实际供热需求调整机组，更好的保障供热需求。这种

机组由于多样化的适应性和0冷端损失，能够实现较高的热量利用率，经济效益

更理想。

3常见机组供热改造技术

3.1机组打孔抽汽供热改造技术

针对纯凝火电机组可以采用打孔抽汽供热改造技术。在纯凝火电机组运行中

只能实现发电功能，机组的结构设计中使用连管将中低压缸进行连接，供热改造

技术的关键就是在该位置进行打孔并连接蒸汽管道，从该位置向外部管道中抽汽，这部分蒸汽可以满足工业用汽以及居民供暖的需求。经过技术改造，单一的发电

机组能够在发电的基础上增加供热功能，一方面能够降低火电厂的发电美豪成本，另一方面能够提升火电企业的经济效益，从而实现良好的环保效益和社会效益。

打孔抽汽供热改造技术的应用效果与机组的发电负荷以及热电耦合情况相关，实

际改造也受到诸多限制，比如机组容量大小。该技术改造的主要目的是满足居民

供暖等热负荷品位偏低的场景，可能会出现能源浪费问题，在实际改造中可以使

用后置式汽轮机，而且在容量偏低的机组中应用更合适，比如300MW机组，对于600MW以及1000MW等中高容量机组不适合采用该技术进行改造。近年来随着大温

差供热技术以及长输管网技术的不断成熟，供热半径不断扩大，该技术也得到更

加广泛的应用。

3.2高背压供热改造技术

高背压供热改造技术相对简单，主要方法是提高机组汽轮机的排气压力，从

而降低机组中使用的凝汽器内的真空度，进而使得冷却水温的温度升高，这样就

可以直接使用热网水对凝汽器进行降温冷却，热网水经过凝汽器后温度升高，继

续循环使用。该技术的关键就是利用汽化原理对加热网内的水进行加热，降低冷

却过程中造成的冷源损失，使得机组整体的循环热效率显著提升，进而降低用于

供热作业的蒸汽量的抽取，降低运行成本。而且该技术施工难度低，工期短，能

够在短时间内完成改造，对机组运行的影响较小。高背压供热改造技术需要根据

用户实际用热的如何要求调整进气量，在负荷调整方面存在着一定的困难。目前

这种改造技术在600MW以下的火电汽轮机机组中已经得到较为广泛的应用，改造

后的热电机组在减少二氧化碳、烟尘以及二氧化硫等污染物的排放方面都有比较

理想的效果。在此基础上，如果抽汽作业直接在低压缸内进行，低压缸去掉叶片，不承担发电作业，就称为光轴供热改造技术。

3.3 热泵供热改造技术

热泵供热改造技术是热电厂改造的重要新能源技术，其技术关键是对汽轮机

运行中未能充分利用的热量进行回收再利用，从而降低冷端损失，这样机组整体

的抽气量就能对应降低，供热能力对应升高，从而提高机组的能源利用率及综合

经济效益。目前热电厂常用的热泵形式包括压缩式和吸收式两种，按照不同的驱

动能源形式，前者又可以分为透平压缩式和电压缩式两种。热泵供热改造技术对

于机组容量要求较低，50MW的低容量机组和1000MW的大容量机组都能采用该技

术进行改造，而且可以灵活调整热泵形式以适应不同机组不同热负荷的实际情况。其中电压缩式热泵技术能够在降低机组能耗的同时实现机组的深度调峰，尤其适

用于当前热电厂的改造要求。