热网高背压改造在燃气电厂中的运用

热网高背压改造在燃气电厂中的运用

发表时间：2018-03-13T14:54:43.947Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：岳峰[导读] 摘要：当前，随着经济的发展，燃气电厂的应用的重要性也日益凸显。（晋能电力集团有限公司嘉节燃气热电分公司山西太原 030032）摘要：当前，随着经济的发展，燃气电厂的应用的重要性也日益凸显。通过对燃气电厂中的热网高背压进行改造，可以提高机组的乏汽利用率，也带来了较好的经济效益。同时为其它热电联产电厂技术改造提供好的思路和经验。基于此，文章就热网高背压改造在燃气电厂中的运用进行简要分析。

关键词：热网高背压改造；燃气电厂；运用 1.项目概况

1.现状：

装机容量：2×298MW**轮发电机组+1×264MW蒸汽轮发电机组。汽轮机型式：LZN267-12/538/566高中压合缸、多轴、双排汽、再热、抽汽供热、直接空冷凝汽式蒸汽轮机。供热热源：

1）热网系统供热蒸汽来自汽轮机中压缸排汽。设计额定抽汽650t/h，压力0.633MPa、温度317.5℃左右。 2）热网系统利用部分锅炉余热。水水换热器热水量200t/h，温度150℃左右。热网设备配备情况：热网站共配置4台汽水热网加热器、4台疏水冷却器和2台水水热网加热器水侧并联布置。全厂共配置4台热网循环水泵，每台热网循环水泵设计扬程160m、流量2040m3/h。电厂的热网循环水供、回水总管管径为DN1200。当汽轮机事故时，汽轮机全部切除，余热锅炉来的全部蒸汽通过汽机高压旁路、高温再热减温减压器和低压主蒸汽向热网加热器提供加热蒸汽。

1.2采暖供热方式

热网循环水系统采用一级换热闭式循环、间接供热方式，以水为热媒。热网循环水经热网循环水泵升压后，分别进入汽水热网加热器、疏水冷却器和水水热网加热器吸热，然后进入供热管网供给热用户。热网疏水系统采用母管制，共设置3台疏水泵。从疏水冷却器来的疏水先引至疏水母管，然后经疏水泵升压后送回到至凝结水管道。

2.改造方案的确定

本次改造是对现有热网站进行改造，回收汽轮机排汽中的余热，以汽轮机原抽汽为尖峰热源，汽轮机乏汽余热作为基本热源，加热热网循环水供热，实现蒸汽能量的高效利用，达到节能降耗的目的。

3.系统方案

工程新安装2台表面式汽水换热器，汽轮机的乏汽从原有排汽管道三通处引出接至新增的换热器，乏汽在换热器内换热后，乏汽凝结成水，自流进入汽轮机排气装置下方的热井，进入热力系统进行再循环。而热网循环水回水吸收热量之后，通过热网循环泵送至热网加热器，通过与汽轮机抽汽换热后，达到额定的温度后，再送往热用户。为保证将汽轮机排汽余热全部回收，2台表面式汽水换热器运行考虑一用一备。两台表面式汽水换热器进口均装有电动阀门，通过电动阀门调节进汽量。采暖期，汽轮机抽汽工况时，既能保证汽轮机最佳的经济效益，又能满足热用户的采暖需求；在非采暖期，空冷岛进汽阀全开，表面式汽水换热器进口阀门关闭，汽轮机排汽直接进入空冷岛进行换热。本着尽量降低投资的原则，改造后，原有热网系统部分管件能够接着利用：循环水供水管道、循环水回水管道、原有热网加热器进出口管道及阀门均可用，只需增加替换的热网循环水泵进出口管道及阀门。为了避免换热器经过一个采暖周期后，在停运期间换热器换热面的锈蚀，以及正常运行中避免腐蚀物进入热力系统，换热器换热面材料选用不锈钢换热器。

3.1管线布置

为了保证运行的经济性，经计算，新增换热器进、回水采用DN1200的管道，乏汽采用DN6400的管道，疏水采用DN300的管道。为了有效利用现有场地，换热器布置于电厂空冷岛下方空地上。（1）汽轮机的乏汽从原有排汽管道三通处引出后，直接接至换热器加热蒸汽入口，现场采用支架支撑；（2）由于电厂已经建成投产，厂区无支架可以利用，因而换热器进回水管道从空冷岛引出后，为降低施工难度，均采用直埋敷设，进水管道与原有循环水管道相接，回水送到热网首站；（3）换热器疏水管道厂区部分采用支墩支撑，进入主厂房后，再利用原有梁柱支吊，送往排汽装置热井参与再循环。管线布置原则：改造设计时尽可能利用原有设施场地。供热保障：当汽轮机事故时，汽轮机全部切除，余热锅炉来的全部蒸汽通过汽机高压旁路、高温再热减温减压器和低压主蒸汽向热网加热器提供加热蒸汽。

3.2主要设备

（1）热网加热器

本工程新增加2台表面式汽水换热器，用于将热网循环水回水从50℃加热至72℃。换热器管材采用不锈钢管。（2）热网循环水泵

本工程共有4台热网循环水泵，将其中4台全部替换为流量3400t/h，扬程80m的热网循环水泵（三台运行一台备用）。正常运行时，三台循环水泵既能提供足够的水量满足热网要求。

3.3热机部分

热网循环水供水、回水系统

热网循环水回水从城市热网回来，接至新增表面式汽水换热器进行加热，再通过热网循环水泵送往原有汽水热网加热器，利用汽轮机抽汽加热，经过两级加热后，温度从50℃加热至100℃。

辅机冷却水系统

本工程新增热网循环水泵，其冷却水取自自闭式供水管道，并回至其回收管道。

换热器疏水系统

新增热网换热器其疏水接至排汽装置热井，进入热力系统参与热循环。

3.4热工自动化设备选择

为了最大限度地发挥设备和控制系统的潜力，提高管理、控制水平和效益。热工自动化设备的选型将是十分重要的。

（1）分散控制系统

本工程的DCS的选用原热网站DCS厂家。

（2）现场仪表和控制设备的选型

由于本工程设备按不设常规监控仪表考虑，运行人员与工艺系统的界面是CRT操作员站，要求现场仪表和控制设备准确地反应系统运行情况，及时可靠地执行控制系统的控制指令以保证机组的安全、经济、稳定运行。在进行现场仪表和控制设备的选型时应该选用具有成熟经验、性能良好、质量可靠的产品。

——变送器采用智能型变送器

——保护用开关量仪表选用进口产品

——电动执行机构选用一体化智能产品

——热电阻采用PT100型。

4.改造后注意事项

4.1设备启停

启动挂闸前确认低压缸喷水两路全部开启（该公司低压缸排汽处新增一路凝结水供水的低压缸喷水）。更换转子后，整个轴系临界转速可能有变化，注意监视振动、瓦温；并网、带负荷至正常期间注意事项：高背压机组在挂闸、冲转期间真空不应高于20kPa，随着机组电负荷的增加，低压缸进汽流量增大，机组凝汽器真空才会跟着逐渐降低，虽然真空数值不超限，但由于流量低也应注意按防颤振软件提示内容及时进行调整；主蒸汽流量达到580t/h时方能投运中压缸抽汽供热。

4.2经济安全调整供热初期及末期

3号机组高背压运行供热，3号机组纯凝运行；随着供热量增大，3号机组高背压运行不能满足热网需求，3号机组热网再投入抽汽；如果供热不足需要增加供热量（发电会减少，效益降低），可以适当减少热网循环水量，增加3号机组热网抽汽量，以达到要求的供水温度，达到增加供热量的目的。3号机组按照以热定电的原则，机组协调控制方式高背压运行，正常运行负荷在250~260MW，除供热初末期外，基本满负荷运行。根据机组运行情况及回水温度情况进行调整，要有一定的预见性，尽量保持回水温度不大于50℃，否则影响电负荷，降低经济效益。

参考文献：

[1]汪永生.汽轮机高背压循环水供热改造与评测[J].工业技术创新，2016，03（06）：1160-1162.

[2]万燕，孙诗梦，戈志华，何坚忍.大型热电联产机组高背压供热改造全工况热经济分析[J].电力建设，2016，37（04）：131-137.