低真空循环水供热原理及应用
电厂循环水余热的低真空利用
电厂循环水余热的低真空利用摘要：当今世界，节能已成为一项重要的研究课题，发电厂作为耗能大户，存在大量循环水余热没有得到有效利用，浪费严重的问题。
利用汽轮机低真空运行是热电企业利用余热的常见方法，本文列出其还存在的问题，并结合课题找出解决方法。
关键词：余热、循环水、低真空引言能源是国民经济发展的基础，深入开展节能工作，不仅是缓解能源矛盾和保障国家经济安全的重要措施，而且也是提高经济增长质量和效益的重要途径。
本世纪的头20年，我国工业化和城镇化进程将进一步加快，需要较高的能源增长作为支撑，因此，节能工作对促进整个经济社会发展的作用日益凸显，国家已经把节能作为可持续发展的大政策。
目前，我国大中型城市普遍存在着集中供热热源不能满足迅速增加的供热需求的情况，而新建大型热源投资高、建设周期长，并受到城市环境容量的强烈制约。
为了缓解供热紧张的局面，一些地方盲目发展小型燃煤锅炉房，严重恶化了城市的大气环境。
一些城市盲目发展燃气采暖，甚至电热采暖，在带来高采暖成本的同时，也引发了城市的燃气和电力资源的全面紧张。
因此，如果能将循环冷却水余热用于供热，不仅能够减少电厂冷却水散热造成的水蒸发损失和环境的热污染，而且能够缓解采暖带来燃气和电力资源的紧张局面。
同时，实现能源的梯级利用，节约大量燃料，提高能源综合利用率。
1 低真空运行背景目前，在我国北方地区的中小型电厂中，普遍采用低真空运行方式，通过提高排汽压力来提高循环水温度，作为低温采暖热媒，满足用户的热需求。
实践表明，通过低真空循环水改造，机组热效率显著提高，发电煤耗大幅度降低。
许多小型热电企业采用汽轮机低真空循环水，供热技术，在不对汽轮机主体设备进行改造的情况下，通过降低排汽缸真空至－45kPa 左右，提高乏汽温度用来加热循环冷却水，使其温度达到70 ～85℃，高温循环水输送到用户热网中进行供热，在用户端放热降温后通过回水管回到热电厂，经除污器过滤后进入凝汽器重新吸收汽轮机排汽的热量。
汽轮机低真空循环水供暖技术论文
汽轮机低真空循环水供暖技术论文摘要：汽轮机低真空循环水供暖技术可以实现能源的梯级利用，明显提高电厂能源的综合利用效率，具有显著和节能和环保效益。
经过多年的工程实践和实际运行表明，低真空循环水供暖技术已比较成熟。
该技术为提高我国量大面广的中小型热电企业的综合利用效率和供暖技术开辟了新途径，具有良好的推广应用价值和发展前景。
一、前言煤炭行业领域为了实现资源的综合利用深层次的发展，采用循环流化床锅炉燃烧技术，处理矿山生产过程中产生的低热值燃料，解决了矸石等低热值副产品堆积所造成的环境污染问题。
同时，燃烧产生的电能、热能可提供绿色能源。
根据《热电联产项目可行性科技规定》1.6.7条规定：“在有条件的地区，在采暖期间可考虑抽凝机组低真空运行，循环水供热采暖的方案，在非采暖期恢复常规运行”。
机组凝汽器低真空供热技术改造就是从节能方面，系统论证了低热值电厂在低真空供暖改造方面的技术，回收电厂冷却塔蒸发带走的热量，实现了能源的综合利用。
二、机组凝汽器技术改造低真空供热的目的面对我国日益严峻的能源和环境问题，汽轮机低真空循环水供暖正是为了满足节能和环保要求而发展起来的一项节能技术。
其基本原理是降低凝汽器的真空，提高汽轮机的排汽温度，将凝汽器的循环水直接作为采暖用水为热用户供热，从而实现汽轮机低真空循环水供暖的目的。
三、机组凝汽器技术改造低真空供热的意义机组凝汽器技术改造低真空供热运行作为目前凝汽式机组改造供热方案的最佳改造措施，该种技术在东北、西北地区在上世纪九十年代末期已经得到广泛应用，并且运行相当成熟，而且已经得到了热电行业的普遍认可。
通过机组凝汽器技术改造低真空供热运行技术，作为电厂生产工艺改造，完全避免了电厂的热量损失。
通过机组凝汽器技术改造低真空供热运行技术，充分挖掘电力企业的营运能力，提高企业技术含量，整体形象得以提高。
通过机组凝汽器技术改造低真空供热运行技术，每年供暖季节可以回收冷却装置散发的热量，给企业带来相当可观的经济效益。
低真空供暖
区域供热2011.3期图一循环水供热原理图我公司现有机组装机为2×12MW+1×24MW抽凝式汽轮发电机组，由于为保证末端工业用户的用汽压力，机组设计抽汽供热参数为1.27MPa，320℃，为保证供热安全稳定，安装了两台由主蒸汽母管到供热管网的减温减压器。
由于近年城区采暖热负荷需求增长较快，电厂的供热能力不足，如要完全满足供热，采暖期需停一台机开减温减压器运行供热，这给企业带来严重的经济损失。
考察发现，汽轮机低真空循环水供热技术正在悄然进入北方各热电厂。
因此我公司在2006年对2×12MW+1×24MW抽凝式汽轮机进行了低真空循环水供热改造，2006-2007采暖期供热面积60万平方米，2009-2010采暖期供热面积达到160万平方米，2010-2011采暖期供热面积达到210万平方米。
通过改造，企业在节能、环保方面受益匪浅。
一、循环水供热原理汽轮机低真空运行，利用循环水供热，即将排汽压力提高到0.059～0.078MPa，冷却水出口的温度达80～90℃，直接用循环水对外供热采暖，减少了冷源损失，显著提高了凝汽式电厂的经济性。
通过几年的运行实践表明，循环水供热采暖改变了汽轮机热力工况，使汽轮机在变工况下运行，对汽轮机的功率、效率、推力、辅机运行工况等有一定影响，但通过实践以上参数的变化对机组及供热系统安全稳定运行没有影响，机组整体经济效益显著，该项目已经比较成熟。
循环水供热原理图如下：循环水供热是人为地提高循环水温度，从而提高机组排汽压力，保持机组在低真空运行，使机组排温度随之升高。
当循环水出口温度由正常运行的30～35℃提高到60～65℃时，保持稳定的真空，循环水吸收的热量，不再通过冷水塔冷却释放，而是用热网循环泵直接输送到各热用户，供居民住宅采暖。
循环水供热原理见图一，循环水经居民住宅散热器放出热量后，重新回到电厂凝汽器吸收机组排汽的热量，周而复始进行循环。
浅谈低真空循环水供热改造工程管理重点讲解
浅谈低真空循环水供热改造工程中的管理重点一、概述“节能减排”政策方针是基于我国面临的经济可持续性发展因素、环境因素、国际政治因素而制定,是一项长期坚定不移执行的国策。
《节能减排“十二五”规划》中明确提出，到2015年，我国国内生产总值能耗要下降到0.86吨标准煤，较2005年1.276吨下降达32%，整个“十二五”期间内，需要实现6.7亿吨标准煤，其中火力发电企业需要将供电煤耗由2010年的333g/kwh降低到2015年325g/kwh，减低幅度为8%，同时规划中也明确提出了关于节能减排的十项重点工程，其中能量系统优化和热电联产技术在节能改造中重点提出，对热电联产具体要求为:在东北、华北、西北地区大城市居民采暖除了有条件采用可再生能源外基本实现集中供热，中小城市因地制宜发展背压式热电或集中供热改造，，提高热电联产在集中供热中的比重，“十二五”期间要形成7500万吨标准煤的节能能力，同时能量系统优化中提到：加强电力、钢铁、有色金属、合成氨、炼油、乙烯等行业能量梯级利用和能源系统整体优化改造，开展发电机组的通流改造、冷却塔循环水系统优化、冷凝水回收利用等，优化蒸汽、热水等载能介质的管网配置，实施输配电设备节能改造，深入挖掘系统节能潜力，大幅度提升系统能源效率。
伴随经济的快速发展，城市化建设不断扩大，原有的热电厂的供热能力已经不能满足日益增长的供热需求，供热面积的急速增加与热源建设的滞后，形成日益突出的供热供需矛盾，在此情况下，如何挖掘现有纯凝或抽凝机组的供热潜力，在不增加机组建设规模的情况下，满足广大的市场需求，是热力发电厂及相关单位亟待解决的问题，低真空循环水供热技术则非常成功的解决了这一问题。
从目前运行的热电联产机组的供热型式分析，50MW以下机组一般普遍采用可调抽汽或背压方式供热。
100MW及以上机组基本全部采用抽凝式供热型式。
抽凝式供热机组与背压式机组其供热运行工况下的运行经济性相距甚远。
汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施
2020.10 EPEM87发电运维Power Operation汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施华电能源股份有限公司 全 威摘要：为了汽轮发电机在低真空下进行运行时，可有效的增加排气温度，以及实现提升循环水的供回水温度，本文对这一方面的改造工程进行研究和分析。
关键词：汽轮机；低真空运行；循环水供热技术；凝汽器我国现阶段所使用火电发电所产生的电量占全体发电总量八成以上，而在火力发电过程中很大一部分能量损失，是由于燃煤的过程中被凝汽器的循环水所带走的热量值。
1 研究背景在汽轮机处于低真空条件下运行的过程中，也就是说在进行发电时，能够从燃烧的锅炉中产生较大能量的过热蒸汽，之后再通过汽轮机进行膨胀做功。
但在实际运行过程中，汽轮机只能将其中27%的热量进行能量转化，剩下73%的热量都会被循环水所吸收，之后再通过玻璃钢冷却塔排放到大气里，造成大量的能源损耗。
同时这部分能量虽然很大，但实际热量并不高，通常状态下只有30~35摄氏度之间，因此没有可直接进行使用的价值。
在运行过程中，需在低真空运行的过程中将这部分损失的能量尽可能收集起来，以此起到加热的作用，在冬季来临时可为人民提供稳定的供暖。
本文的研究中，需对循环水进行相应的改造，首先改为热网水，并降低真空以及提升排气压力和排气的实际温度值，同时还需保障进气参数不会发生变化。
在降低真空的过程中，是需要伴随着冷却水温度的提升和下降的[1]。
在对该设备进行运行实践中可发现，在抽凝机组进行改进、使用低真空的运行模式下，有着很好的运行基础，当凝汽器的真空在80%以下时汽轮机为低真空运行，同时对比之前的运行效率有着较大提升。
在汽轮机低真空运行过程中，不同于真空运行的模式，在排气凝结热的能量损失也不会再进行考量，需对其能量进行回收再利用。
2 汽轮机低真空运行循环水供热工作原理在汽轮机低真空运行循环水供热过程中，其本质就是依靠火力发电机在进行发电过程中，以人工的方式将汽轮机中的真空度进行降低，以此让汽轮机排气温度有着明显的提升，进而保障循环水温度的提升。
【精选】低真空循环水供热存在的问题及解决方法
低真空循环水供热存在的问题及解决方法1 低真空循环水供热原理及应用2001年，国家经贸委、国家发展计划委、建设部发布的《热电联产项目可行性研究科技规定》1.6.7条：“在有条件的地区，在采暖期可考虑抽凝机组低真空运行，循环水供热采暖的方案，在非采暖期恢复常规运行”。
因此，低真空循环水供热符合现行规定。
自20世纪70年代开始，我国北方一些电厂将部分装机容量＜50MW的凝汽式汽[1、2]。
轮机用于低真空运行，采用排汽加热循环冷却水直接供热或作为一级加热器热源威海市热电厂、牟平县热电厂、乳山市热电厂、荣成市热电厂等多家电厂已采用低真空循环水供热多年，技术可靠，运行稳定。
2 低真空循环水供热的特点采取低真空循环水供热时，汽轮机组无需大规模改造，只需将凝汽器循环冷却水的入口及出口管接入供热系统。
为保证凝汽器低真空安全运行，正常情况下水侧压力不能超过0.196MPa，热网回水温度一般低于50℃。
因此，必须加固凝汽器，使其承压达[3]。
由于低真空运行只是汽轮机的特殊变工℃为宜、50到0.4MPa，供、回水温度采用60况，对汽轮机本体没有改动，但凝汽器在低真空运行期间，汽轮机组的发电量受供热量[1]直接影响。
因此，合理确定供热面积对低真空运行汽轮机组的经济运行影响很大。
3 存在的问题及解决方法基本情况3.1的35t/h 荣成市斥山热电厂是国内最早的小型热电厂之一，拥有2台蒸发量为2的抽汽凝汽式汽轮热电机组。
2001年，该厂建设以这6MW蒸汽锅炉和2台装机容量为，最大供热能力为台热电机组为热源的低真空循环水供热工程，设计供热能力为34.4MW℃，、5045.8MW。
供热首站内所有设备按照设计供热能力考虑，设计供、回水温度为6024。
10m×采用低温水直供方式，不设二级热力站，总规划供热面积为6024时，×10m302004 由于对低真空循环水供热运行缺乏经验，年当供热面积仅为即暴露出供热能力不足现象，各供热区域水力失调严重，用户满意率较低，热网运行的安全性与经济性较低。
低真空循环水供热原理及应用
低真空循环水供热原理及应用集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-循环水供暖在热电厂中的实践应用王友峰高永彬刘清峰张磊一、前言：2001年，国家经贸委、国家发展计划委、建设部发布的《热电联产项目可行性研究科技规定》1.6.7条规定：“在有条件的地区，在采暖期间可考虑抽凝机组低真空运行，循环水供热采暖的方案，在非采暖期恢复常规运行”。
现阶段采用低真空循环水供热符合国家现行有关规定。
由于采用循环水供热可以提高汽轮机组的热效率，能够得到较好的节能效果。
自20世纪70年代开始，我国北方一些电厂陆续将部分装机容量≤50MW的汽轮机用于低真空运行,采用排汽加热循环冷却水直接供热或作为一级加热器热源，进行冬季采暖供热，经过多家电厂运行实践表明，从技术角度讲该技术可靠，机组运行稳定。
二、进行循环水供暖的必要性：矿区冬季生产、生活供暖是利用汽轮机抽汽加热水进行供暖。
随着矿山建设和人民群众生活水平的提高，生产、生活供热面积是不断的增加，用蒸汽加热水的成本将会越来越高。
通过测算，在冬季120天的供暖期中，由于机组带有20t/h左右的采暖负荷（压力：0.8Mpa温度：280℃），会造成机组在整个采暖期中小时发电量下降低约2000kw.h/h左右，机组的经济效益面临严重考验，直接影响了矿山的经济效益。
为缓解局部利益和全局利益之间日趋紧张的矛盾，经认真分析和科学计算，我们于2007年5月份进行C6-4.9/0.981型汽轮发电机组“低真空运行循环水供暖”改造工程。
三、低真空循环水供热的特点及工艺技术：2.1特点：抽凝机组采用低真空循环水供热时,汽轮机组无需大规模改造,只需将凝汽器循环冷却水的入口及出口管路接入供热系统.从汽轮机运行角度考虑，是一种变工况运行。
是将冷凝器作为一级加热器，利用排汽的汽化潜热加热循环水，用循环水代替热网水供暖，从而将排汽汽化潜热加以利用；热网中的热用户就相当于循环冷却系统中的凉水塔，循环水在凝汽器中吸收热量送至热用户散热后，在回到凝汽器重新吸热循环。
浅谈低真空循环水供热改造工程
浅谈低真空循环水供热改造工程伴随经济的迅速发展，城市化建设的逐渐扩大，热电厂已不能满足日益增大的供热需求，加之煤价、水费及运费的上涨，要挖掘现有热电厂的供热潜力，就需要进行节能改造，而低真空循环水供热技术则非常成功地解决了这一问题。
汽轮机低真空循环水供热技术在理论上能达到很高的能效，国内外已有很多研究成果和成功的经验。
从目前热电联产机组的供热型式分析，50MW以下的机组一般为背压式或可调抽汽供热，大于等于100MW的机组几乎都是抽凝式供热型式的。
在供热运行工况下，两种机组的运行经济性相差很大。
根据华能烟台电厂150MW机组低真空循环水供热改造经验，在冬季采暖供热工况下，其发电煤耗率可达到150g/kW·h以下，而同容量抽凝供热机组最好水平也在240g/kW·h以上。
早在20世纪80年代，沈阳发电厂和长春发电厂等企业就已经开始进行低真空循环水供热技术的尝试。
汽轮机低真空循环水供热技术于2013年在中电投东北电力有限机组上实施，改造后经过一个供暖期运行，机组运行稳定，供暖品质得到有效提高和改善，供热能力增加，节能收益明显。
1 低真空循环水供热改造原理低真空循环水供热技术是将凝汽器中乏汽的压力提高，降低凝汽器的真空度，提高冷却水温，将凝汽器改为供热系统的热网加热器，冷却水直接用作热网循环水，充分利用凝汽式机组排汽的汽化潜热加热循环水，将冷源损失降低为零，进而使机组的循环热效率得到提高，采用该方法供热是在不增加机组发电容量的前提下，减小了供热抽汽量，增大了供热面积，而且其施工周期短、经济效益显著。
技术改造主要对汽轮机低压缸转子、小汽轮机本体、凝汽器、凝结水精处理、加热器、加药系统等系统和设备进行一系列改造，满足机组提高真空度后运行的需要。
在采暖期，采用高背压运行的方式，将机组低压缸转子更换为供热转子，并增设热网循环水管道切换系统。
采暖期全厂热网循环水合并后、共同作为机组排汽冷却水，进入由凝汽器改造成的低温热源加热器（原循环冷却水系统切除），由改造机组的低压缸排汽作为基本加热手段，再由临机的中排抽汽进行尖峰加热，使水温达到外网供暖要求后对外供出。
循环水供热
循环水供热一、什么是低真空循环水供热2001年冬季，我公司投入了低真空循环水供热工程。
低真空循环水供热工程,是利用汽轮机后汽缸排汽的能量，加热循环水,对采暖用户供热的节能环保性工程、是利用凝汽冷源损失,充分提高热电热效率的有效途径。
该工程在冬季采暖过程中，节水、节电、节煤、减少烟气和灰渣排放量，环保方面有十分可观的经济效益和社会效益。
汽轮机排出的乏汽，在冷凝器中凝结放热，由于这部分热，能质及品位较低，无法回收利用。
汽轮机组经改造低真空循环水供热后，可充分利用汽轮机的排汽能量。
将凉水塔的散热损失转移到用户的暖气上散热，充分利用汽轮机组冷源损失的这部分热量，进行采暖供热。
在电力行业火力电发电厂中，综合热效率一般在35~40%之间。
这说明燃料所发出的热量中有近60%损失掉了。
这部分能量由于工质的品位较低，无法转换为电能，根据热电厂的情况，利用低真空循环水供热，可使这部分能量得到充分利用。
对能源进行梯级开发和综合利用，做到高质高用、低质低用。
结合工业生产和生活采暖等不同的热负荷要求和特点，真正做到一能多用。
驱动汽轮机需要高质能量，一般工业生产用汽所需的能质较低，生活采暖及热水供应则能质更低。
把多种用能方式作为一个系统综合考虑，使能源得到综合的梯级开发利用，能源利用率得到大幅度提高。
即在冬季采暖季节，利用循环水带走的大量汽化潜热，实行集中供热。
若机组不改造，这其中大部分的热能是在汽轮机冷凝器中定压放热，乏汽进行凝结，循环水带走大量的热量，并通过凉水塔或其它冷却方式将热量散发在大气中，白白地浪费掉了。
二、汽轮机低真空运行的安全技术性能利用循环水供热，其经济效益很明显，且技术可行性存在，经投运试验结论如下：1、凝汽器的排汽温度为75度，凝汽器循环水出口温度可达65度，能保证供暖温度。
2、能保证发电机正常发出额定功率。
只是总进汽量稍有增加。
3、能保证汽轮机的安全运行。
凝汽器真空降低后，汽轮机的轴向推力改变不大；由于汽轮机低压级偏离设计工况运行，以至其经济性相对变差，但仍可安全运行。
低真空循环水供热改造
第42卷第3期2013年3月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T I O NV01．42N o．3M ar．2013[摘要][关键词] [中图分类号] I D O l编号]低真空循环水供热改造朱奇，陈鹏帅，侯国栋上海电气电站服务公司，上海201612介绍了低真空循环水供热原理，以135、300M W纯凝机组为例，论述了机组在低真空循环水供热改造中应考虑和解决的问题。
采用低真空循环水供热方式后，135、300M W机组可利用排汽余热分别为727、1382G J／h，供热面积分别增加约400万、770万m2，使机组在全年运行期内经济性最佳。
在不增加电厂装机容量和当地污染物排放的情况下，可增大供热面积，同时节约大量因为蒸发而损失的循环冷却水。
纯凝机组；低真空供热；双背压；双转子；互换；排汽余热；供热面积T K264[文献标识码]B[文章编号]1002—3364(2013)03—0095—0310．3969／j．i ssn．1002—3364．2013．03．095D i s cus s i on on r e t r of i t t i ng of l ow—vacuum ci r cul at i ng w at er heat i ng syst e mZ H U Q i，C H E N Pengs huai，H O U G uodongSh a n ghai E l ect r i c P ow er G e ner a t i on S e r v i ce C om pa ny，Sha ng ha i201612，C hi naA bs t r a ct：T he m e chani sm of a ppl yi ng l ow—vacuum ci r cul a t i ng w at er f or he at s uppl y w as pr e se n-t ed．Taki ng t he135M W and300M W condens i ng uni t s as t he exam pl es，i ss ue s s houl d be cons i d—er ed and s ol ve d dur i ng r et r of i t t i ng of l ow—-va cuum ci r cul a t i ng w a t e r hea t i ng s yst em w er e dis——cuss ed．A f t er t he l ow vacuum ci r cul a t i ng w a t e r hea t i ng s ys t em w as a dopt ed，t he ava i l abl e w as t e exhaus t he at of t he135M W and300M W uni t w er e727G J／h and1382G J／h，and t he i nc r e as ed hea t i ng ar ea of t he mw er e4．0×106m2and7．7×106m2，r e spec t i vel y，m aki ng t he uni t a chi e ve i t s be st e conom y dur i ng t he w hol e year’S r unni ng．W i t h n o s uppl em ent of t he uni t i nst al l e d ca pa ci t y and n o i ncr ea se of l ocal pol l ut a nt em i ssi on，i t s houl d be bet t er t o e nl ar ge t he hea t i ng ar ea and s av e am ount of ci r cul a t i ng c ool i ng w at er l os t by evapo r at i on．K e y w or ds：condens i ng uni t；l ow vac uum；c i r cul a t i ng w a t e r；he at suppl y；dupl ex pr es sur e；dural—r o—t or；e xc ha nge；w a st e exhaus t he at；hea t i ng ar e a1低真空循环水供热原理低真空循环水供热是将纯凝机组或抽凝机组改为低真空运行，使其排汽压力升至0．03～0．048M Pa，从而使循环水出口温度由33～49℃升至65～80℃。
抽凝式汽轮机低真空供暖运行实践
抽凝式汽轮机低真空供暖运行的实践石家庄热电一厂主要负责市区西南部的集中供暖任务。
现有锅炉九台，总蒸发量530吨/小时。
机组六台，其中b3-35/8青汽产背压机两台；cn6-35/9杭汽产抽凝机一台；cn12-3.43/0.58武汽产抽凝机一台；fcc6-3.43/1.4/0.58武汽产抽凝机一台；fcc6-3.43/0.49武汽产背压机一台。
总供暖面积达620万平方米。
随着城市建设的快速发展，为解决供需矛盾，节能挖潜，相继对cn6-35/9杭汽产抽凝机（三号）、cn12-3.43/0.58武汽产抽凝机（四号）及fcc6-3.43/1.4/0.58武汽产抽凝机（五号）进行了低真空循环水供暖改造。
本文针对四、五号抽凝机组低真空供暖改造进行分析，总结经验，共同分享。
一、设备简介四、五号汽轮机为武汉汽轮发电机厂生产的抽汽凝结式汽轮机，型号cn12-3.43/0.58和fcc6-3.43/1.4/0.58。
分别与1999年2月、2000年10月投产运行。
汽机本体为高、低二段组成的单缸、单抽结构。
四号机主要参数：额定进汽量84 t/h，额定抽汽量50 t/h，冷却水量2750 t/h，冷却水温，20℃。
五号机主要参数：额定进汽量66 t/h，额定抽汽量45 t/h，冷却水量1410 t/h，冷却水温，27℃。
二、供热原理在凝汽式汽轮机中，蒸汽从锅炉获得的燃料燃烧热i0-i0’（可用新蒸汽的焓i0与锅炉给水焓i0’的焓差值表示），一部分在汽轮机内做理想焓降h0，大部分损失于冷源的排汽凝结热rx（r为排汽凝结热，x为排汽干度），rx=（1.5～2.0）h0。
当汽轮机低真空运行时，有较高温度的热网水替代循环水将x加以利用，就会使循环热效率ηt提高rx/ h0≈1.5～2.0倍。
可使汽轮机的热效率获得显著提高。
一般凝汽式汽轮机热效率最高的很难超过40%，而供热式汽轮机热效率可达90%以上。
由凝汽式汽轮机的热平衡方程可知：d（ip-tn）=wg（t2-t1）式中 d-进入凝汽器的排汽量，t/h；ip-排汽焓，kj/kg；tn-凝汽器出口凝结水的焓，其值等于该凝结水的温度，kj/kg；w-每小时流过凝汽器的循环水量，t/h；g-循环水的比热，g=4.18kj/kg·℃；t1-凝汽器入口循环水温度，℃；t2-凝汽器出口循环水温度，℃；在热平衡方程中，（ip-tn）即为每公斤排汽在凝汽器中放出的热量，而t2-t1=？t则为循环水进出口温差。
汽轮机低真空供热改造技术的分析
汽轮机低真空供热改造技术的分析发布时间：2022-09-27T05:56:29.303Z 来源：《中国电业与能源》2022年第10期作者：赵风科[导读] 近年来，受我国能源相关政策与汽轮发电技术等因素的影响赵风科南京德能动力科技有限公司江苏南京 210000摘要：近年来，受我国能源相关政策与汽轮发电技术等因素的影响，我国很多的中小型企业中凝汽式汽轮机长时间处于一种无供热的状态下运行。
在此过程中，汽轮发电机组热电通常比机发电效率要低，并不能够满足我国的能源政策需求。
所以，为保证我国能源政策与企业能够得到长足发展进步，那么便需要对汽轮机进行系统化的改造，使得能够被改造成热电比较大、热效率较高的低真空供热汽轮机。
除此之外，汽轮机低真空改造过程中往往能够实现投资较低、发电效率较高的优势，本文将针对汽轮机低真空供热改造的相关内容进行论述，使得企业汽轮发电机组的效益能够最大化。
关键词：汽轮机；低真空；供热改造；经济效益前言：针对现阶段的汽轮机真空供热改造技术的实际情况来看，我国国内的部分中小型的电厂中都有着自身配置的汽轮机，该汽轮机自身有着能源消耗较高、技术相对落后的缺点，加之电费、煤炭费用等因素的影响，企业在生产经营过程中往往处于不盈利甚至亏损的情况下。
为改变这一现状，提高发电企业的整体经济效益，使得企业能够由损转盈，在此过程中应使得汽轮机发电与供热方面的需求得到满足，不仅实现了企业汽轮发电机组效益的最大化，达到了人们所预期的目标，而且还能够很好的解决冬天供暖难、夏天发电难的问题。
1 汽轮机低真空供热的原理汽轮机低真空供热的主要原理在于降低凝汽器的整体真空度，保证汽轮机排气问题的提高，温度提高之后能够直接将冷凝器中的循环水进行加热工作，对用户起到供热的作用。
在单元体上，并没有显著性的改造工作，但是冷凝器的进水管与出水管是与循环水加热系统相连接的。
循环水主要是通过冷凝器进行加热的，在此之后热网泵则会将热水注入到热网中。
汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施
汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施发布时间：2021-05-07T06:28:33.918Z 来源：《福光技术》2021年2期作者：刘金胜[导读] 汽轮发电机运行中，蒸汽在汽轮机中做功后的乏汽通过凝汽器冷却成凝结水，造成大量的冷源损失，蒸汽热量没有得到全部利用。
华润电力（盘锦）有限公司辽宁盘锦 124010摘要：汽轮发电机运行中，蒸汽在汽轮机中做功后的乏汽通过凝汽器冷却成凝结水，造成大量的冷源损失，蒸汽热量没有得到全部利用。
汽轮发电机组低真空运行，适当提高汽轮机排汽压力，降低凝汽器真空，增加排汽温度，提高循环水的供回水温度，用循环水直接供热，就可以使做功发电后的蒸汽热能得到充分利用，提高能源的综合利用效率，并且带来一定的经济效益。
关键词：汽轮机；低真空运行；循环水；供热技术1 循环水供热技术应用的意义最近几年城镇人口剧增，也增大了电厂的工作负荷，导致城镇供热不足。
人们为了满足城镇的供热需求也在不断地破坏生态环境。
在这过程中很多生产加工过程中排出的热量没有得到充分的利用，造成了大量的资源浪费。
还有很多电厂都是借助循环冷却系统排放热量，忽视了这些热量带来的能量。
据调查研究，我们能够发现，如果我们把这些浪费的余热再次加工应用在人们的生活中，就能减少电厂的工作负荷。
当前很多电厂都已经应用了循环水供热技术，但在实际应用的过程中还存在着一些问题。
例如，电厂在冬季工作的时候循环水的温度较低，产生的热量不能达到供热的需求，如何提高循环水的温度也成为当前的研究现状。
据此我们提出了两种应对的措施，一种方法是把循环水作为低位热源之后再借助热泵吸收余热。
除此之外，还有另一种方式，就是让汽轮机组在低真空的环境中正常运行。
我们单从理论方面来讲，这种方法能够提供更高的热量。
目前我们国家应用这种技术的电厂还比较少，在国外已经有成功的案例。
这种低真空运行技术虽然能够提供充足的热量但需要高参数高容器，我们国家的基础设施还不够完善，目前还不能满足这种技术的需求。
汽轮机低真空循环水供热的应用
汽轮机低真空循环水供热的应用随着国家《能源法》的颁布实施和世界能源的日益短缺，企业的节能工作显得越来越重要了。
一个热电厂，厂内的综合热效率仅为30%～40%，其它热量白白损失掉了，而其中最大的就是凝汽器的冷源损失，约占总损失的60%。
如何降低冷源损失，提高全厂热效率、达到节能挖潜的目的，是目前急待解决的问题。
某热电厂是一个热电联产，供热为主的小型热电厂，机组小、热效率较低，2001年，采用汽轮机低真空循环水供热的方法取得了良好的效益和较为成功的经验，以下是详细的情况介绍。
[b]1循环水供热的可行性分析[/b]某热电厂的机组配置为9炉6机，总产汽能力为530 t/h，发电能力为36 MW。
利用循环水供热，需在抽凝机组中进行。
该厂共有3台抽凝机组，其中一台6 MW抽凝机组采用3台玻璃钢冷却塔进行冷却，由于当时设计位置的原因，积水池和冷却面积偏小，冷却效果本身就达不到设计要求，并且该厂所处的地区水质硬度非常大，又位于街道边上，运行不久塔内就会沉积大量的灰尘和泥垢，严重堵塞了填料的缝隙，致使水流不畅，必须用3台风机进行连续不断的强制通风，耗用大量的电能。
尽管如此，通常循环水进出口温差也只有3～5 ℃。
另外，由于积水池有限，塔内沉积的泥土、杂质等来不及沉淀就回到循环水中，这些泥垢在凝汽器铜管内壁附着，致使铜管结垢，换热效果差，排汽温度升高（严重时高达60 ℃以上），形成换热的恶性循环。
为了解决此问题，该厂每年必须对凝汽器铜管和冷却塔填料进行清理，生产成本提高。
如果使该机组利用循环水供热，一是可以解决冷却塔冷却效果不良的问题；二是循环水采用较为洁净的软化水，防止了在凝汽器铜管内壁结垢的问题；三是该机组本身的排汽温度高，利用循环水供热后排汽温度相对其它机组提高得较少，对机组的影响小。
因此，在该6 MW抽凝机组上实施改造是必要的。
1.16 MW抽凝机组的技术参数型号：CN 6—35/9 型生产厂家：杭州汽轮发电机厂设计排汽温度：36 ℃设计排汽压力：0.005 9 MPa设计真空值：－0.094 MPa循环水流量：1 400 t/h热网供水温度：tg≈60 ℃供水焓值：hg=251.5kJ/kg热网回水温度：th≈50 ℃回水焓值：hh=209.3kJ/kg循环泵电机：37 kW 3台冷却塔风机：30 kW 3台1.2计算数据降低凝汽器真空，提高循环水温度后的计算数据见表1。
汽轮机低真空供热技术及经济性分析
汽轮机低真空供热技术及经济性分析摘要：随着经济和科技水平的快速发展，冷端损失是汽轮机最大的能量损失项目，若能加以采暖利用，是对电厂能量最大程度的利用。
但是汽轮机的乏汽能量品质较低，容量巨大，且要求机组运行时负荷稳定，不同容量的机型，或者即使相同容量的机型在不同的运行条件和模式下，机组的供热方案和运行要求也是不一样的。
与传统的抽凝供热式机组相比，低真空循环水供热机组的供热经济性根本的优势为：在供热工况下运行时低真空循环水供热机组的冷源损失能够全部被利用，但是抽凝式供热机组只有抽汽的部分被用于供热而避免冷源损失，汽轮机排汽流量减少，但是这些排汽仍然带来了很大的冷源损失。
由此可以看出，高背压低真空循环水供热的方式运行必将是北方具有采暖供热要求的热电企业未来发展的一个总体趋势。
关键词：低真空供热；双转子；余热利用；热经济性引言热电联产机组具有良好的节能效果，但是目前对于抽凝式热电联产机组仍然存在大量的余热未经进一步的利用而被浪费掉。
电厂的热源损失主要分为两部分，一部分为锅炉排烟带走的热量，另一部分为汽机排汽被循环水带走的热量。
锅炉排烟的温度一般在100℃以上，因此利用这部分余热相对比较容易，目前在工程实际应用中，电厂往往对低温省煤器进行改造从而利用这部分热量。
低温循环水的热量，也即汽机乏汽余热，约占电厂耗能总量的30%以上，回收利用这部分能量，将大大降低机组煤耗，提高全厂综合热效率。
但是由于循环水的供回水温度较低，温差也较小，这部分热量的利用往往比较困难。
针对上述问题，本文详细介绍了目前业界存在的各种乏汽余热回收技术，包括吸收式热泵余热回收技术、电动式余热回收技术和低真空余热回收技术，并就这些技术的特点及优劣进行了详细分析，从而为今后热电联产机组的节能改造提供一定的技术选择指导作用。
1汽轮机低真空供热原理凝汽式汽轮机运行原理为朗肯循环，由锅炉、汽轮机、冷凝器和给水泵等四种主要设备组成朗肯循环系统，其工作过程下图所示，排汽的汽化潜热在凝汽器内被冷却循环水带走，经过冷却塔冷却后以冷源损失的形式而白白损失了。
汽轮机低真空循环水供热技术的应用
运行 中要监测 凝汽器的真空度 ， 过凝 汽 通 器冷却水流量 、冷却水在凝汽器 中的温升和排 汽量 ， 计算 出凝汽器正常运行 时的排 汽温度 ， 再 利用水蒸 汽图表查出正常运行时凝汽器对应于 冷却水 出 口 温的排汽压力 ，然后换算出凝汽 水
器的真空度 。 第二 阶段 ： 当室外温度在－ ℃以下 时 ， 网 ５ 热
后几 级叶轮 或后 几级 叶片摘 掉， 需要摘去 的级数根据 热力
表 １采 暖 用户供 、 回水 温度
℃ 一 ５ — ０ — ５ — Ｏ 一 ０ ＋ ２ ２ １ １ ５ ５ 计算确定 。 这种汽轮机改造方 室 外 温 度 ｔ （ ） 式， 综合考虑 了机 组的安全性 ｇ ℃ ５ ７ ９ ５ ８ １ ３ 和经济性 ， 收到较 理想 的改造 用 户 供 水 温 度 ｔ （ ） ８ ７ ６ ６ ５ ５ ４
用 户 回 水 温 度 （ ） ℃
６ ６
６ ２
５ ７
５ ４
４ ４ ３ ９ ３ ８
需气量 （／ ） ｔｈ
４． ３ ２． ２． 由冷 凝器 加 热 ４ ７ ５３ ８２ ５９
负荷 １Ｍ 进汽量需 增加到 ７ ， ２ Ｗ， ６ 将达 到设计 极限。 若热网水 回水温度超过 ５￣， ４Ｃ机组的发 电 功率将大大降低。运行实践表明 ， 温度 ５＿ 供水 ８ ６ ℃， 网水温 升不超过 １℃， 以控制热 网回 ０ 热 ５ 可 水温度 ， 热网 回水温度不高于 ５％， ０ 排汽压力维 持在最佳工况 ０ １６ ０ ２ ４ Ｍ ａ ． ９ － ． ９ Ｐ 。 ０ －０ 综上所 述 ， 结合实 际供 、 温度参数 表 ， 回水 首站 内冷凝 器 、 换热器等 加热设备的调节分为 两个 阶段 ： 第一 阶段 ： 当室外温度在＿℃以上时 ， 网 ５ 热 中循 环水仅 由冷凝器进行加热升温。 冷凝 器运行参数 为 ： 冷凝器 的蒸 汽压力 ≤
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循环水供暖在热电厂中的实践应用王友峰高永彬刘清峰张磊一、前言：2001年，国家经贸委、国家发展计划委、建设部发布的《热电联产项目可行性研究科技规定》1.6.7条规定：“在有条件的地区，在采暖期间可考虑抽凝机组低真空运行，循环水供热采暖的方案，在非采暖期恢复常规运行”。
现阶段采用低真空循环水供热符合国家现行有关规定。
由于采用循环水供热可以提高汽轮机组的热效率，能够得到较好的节能效果。
自20世纪70年代开始，我国北方一些电厂陆续将部分装机容量≤50 MW的汽轮机用于低真空运行,采用排汽加热循环冷却水直接供热或作为一级加热器热源，进行冬季采暖供热，经过多家电厂运行实践表明，从技术角度讲该技术可靠，机组运行稳定。
二、进行循环水供暖的必要性：矿区冬季生产、生活供暖是利用汽轮机抽汽加热水进行供暖。
随着矿山建设和人民群众生活水平的提高，生产、生活供热面积是不断的增加，用蒸汽加热水的成本将会越来越高。
通过测算，在冬季120天的供暖期中，由于机组带有20t/h左右的采暖负荷（压力：0.8Mpa 温度：280℃），会造成机组在整个采暖期中小时发电量下降低约2000kw.h/h左右，机组的经济效益面临严重考验，直接影响了矿山的经济效益。
为缓解局部利益和全局利益之间日趋紧张的矛盾，经认真分析和科学计算，我们于2007年5月份进行C6-4.9/0.981型汽轮发电机组“低真空运行循环水供暖”改造工程。
三、低真空循环水供热的特点及工艺技术：2.1特点：抽凝机组采用低真空循环水供热时,汽轮机组无需大规模改造,只需将凝汽器循环冷却水的入口及出口管路接入供热系统. 从汽轮机运行角度考虑，是一种变工况运行。
是将冷凝器作为一级加热器，利用排汽的汽化潜热加热循环水，用循环水代替热网水供暖，从而将排汽汽化潜热加以利用；热网中的热用户就相当于循环冷却系统中的凉水塔，循环水在凝汽器中吸收热量送至热用户散热后，在回到凝汽器重新吸热循环。
为保证凝汽器低真空安全运行,正常情况下水侧压力不能超过0.196 Mpa,因此,必须加固凝汽器使其承压达到0.4 Mpa,其供、回温度采用60℃、50℃为宜.由于低真空运行只是汽轮机的特殊变工况对汽轮机本体没有改动,但凝汽器在低真空运行期间,汽轮机组的发电量受供热量直接影响.因此,合理确定供热面积对汽轮机的经济运行影响很大.2.2技术工艺：充分利用现有汽轮发电机组原存在的冷源损失，对抽凝机组本体及通流部分不进行任何改变，只是对相关的设备进行加固改造、增加少量的设备或不改造设备进行循环水供热。
在这种供热方式下，热网中的热用户就相当于现有循环冷却系统中的凉水塔，循环水在冷凝器中吸收热量直接送至热用户散热后，在回到冷凝器重新吸热循环；从运行角度讲，而只是恶化真空，提高排汽压力，相应的提高循环出口水温，利用循环水进行供热。
而汽轮机乏气在凝汽器中的冷凝过程和未改造前普通冷凝过程程完全一样；四、供暖系统应进行的改造项目：4.1凝汽器改造项目有：4.1.1将凝汽器循环水流程由双路双流程改为单路四流程，两套系统可有阀门迅速切换，方便灵活；4.1.2考虑到机组改为低真空运行循环水供热后，凝汽器所承受的压力由0.15Mpa上升到0.4Mpa左右，同时确保事故状态下凝汽器的安全，凝汽器端盖需要进行加固，增加加强筋或将端盖钢板厚度增加，增加端盖一侧的加强杆个数；4.1.3为解决抽凝机组改低真空循环水供热，排汽温度过高的问题，要在凝汽器排汽口加装两组除盐水喷水装置；4.1.4为防止机组改低真空运行引起轴向推力增加的问题，对原汽封系统进行改造，将前汽封漏汽改至低加，平衡因工况变化造成轴向推力增加，确保动静间隙不变，机组振动无变化；4.1.5为保证凝汽器低真空循环水供热的运行安全，要保证凝汽器不失水，凝汽器一旦失水，凝汽器防爆门将动作，汽轮机将被迫停止运行，因此，在技术角度考虑：a、在凝汽器进口压力表加装报警器，凝汽器进水压力降到0.2Mpa报警器报警；b、凝汽器进水压力降到0.1Mpa时应立即将系统切换到原有循环水至凉水塔系统中，保证凝汽器不失水；c、如热网管路出现问题时，必须将系统切至循环水至凉水塔后，才允许供热泵房将热网循环泵停止运行；4.2厂内换热站的改造：4.2.1根据循环水流量和外网水力计算，增设两台供热循环泵或利用原有泵组；4.2.2厂内换热站进行改造时，要考虑到设备故障的可能性，充分利用原有换热器作为循环水供暖系统中的尖峰加热器，在机组负荷发生变化或故障时，确保供热连续性和供热效果；4.2.3循环水系统中要安装两台补水泵，其流量为100立方/h，专门用于循环水补水，并补水泵采用变频控制，以便控制补水压力保持稳定，确保整个系统安全经济运行；4.2.4在回水母管上加装两台回水过滤器，防止循环水系统中的机械杂质在凝汽器中沉淀，危及设备安全；4.3供热管网：敷设DN400、DN500、DN350大直径管网约400米左右。
热水管网的敷设采用无补偿直埋敷设方式，除长距离或个别应力集中点采用措施外，原则上不设补偿器；五、采暖系统设备构成：（1）冷凝器（2）热循环泵（3）尖峰加热器（4）管道补水泵（5）热网管线六、循环水量及供暖面积的热力计算：6.1凝汽器循环水量的计算：根据凝汽器热平衡方程得出；Dc(hc-hc")=Dw(hw2-hw1)其中：Dc：进入凝汽器的蒸汽流量 Kg/h Dw：进入凝汽器的冷却水量 Kg/h hc：排汽焓值 Kj/Kg hc"：饱和凝结水的焓值 Kj/Kghw2：冷却水出口焓值 Kj/Kg hw1：冷却水进口焓值 Kj/Kg注：冷却水hw1、hw2在数值上等于冷却水温度乘以4.187Kj/Kg；排汽与凝结水焓差在汽轮机排汽压力变化范围内约为2177Kj/Kg。
低真空供热后，按最大功率状况进汽量不变，凝汽量23.52t/h，计算凝汽器冷却水量：Dc(hc-hc")=Dw(hw2-hw1)Dw=Dc(hc-hc")/(hw2-hw1)Dw=23.52×1000（2646-340.57）/4.187（70-60）=23.52×2305.43/41.87=23.52×55.06=1295t/h6.2循环水供热量：G=Dw×Cp(Tw2-Tw1)=1295×4.187(70-60)=1295×41.87=54221650 Kj6.3循环水供热面积：供热指标250Kj/㎡，热网损失5%A=G×（1-0.05）/250=54221650×0.95/250=54221650×0.0038=206042.27平方七、机组变工况前、后运行参数的比较：根据C6-4.9/0.981型抽汽机组热力工况图，汽轮机在纯凝工况时，凝汽量为23.52t/h。
因此，在循环水供热机组进汽量不变的情况下，经上述计算表明，单台机组供热能力为20.6万平方（按250Kj/平方.h），现就单台6MW机组供热20万平方面积的经济性进行分析如下：改造的参数（表一）：改造后的参数（表二）：注：表一机组在抽凝工况下，依据今冬采暖负荷抽汽量+机组自用加热蒸汽量等实际数据编制而成，它的抽汽负荷是在牺牲电负荷的基础上实现的；表二根据汽轮机进汽量为额定进汽量28.2t/h，排汽压力为0.0415Mpa计算锝出；通过上列参数对造表所列，我们可以清楚发现：在实现低真空供热后，汽轮机功率增加，进气量呈下降曲线，这是因为原用于抽汽的热负荷，现全部用于发电，在采用这种运行方式下，通过测算，C6-4.9/0.981型机组改为低真空运行供暖后，在进汽量为额定进汽量的情况下，电负荷为5342kwh，有54Gj/h余热，相当于17.936t/h抽汽，机组效益增加值为1114.72元/h。
八、经济效益分析：上网电价0.5782元/kwh 锅炉热效率86.1% 煤气计价0.03元/T 煤气低位发热量3320Kj/Nm3 蒸汽与煤气的产汽比为1：10008.1冷源损失净收益的计算：8.1.1原通过低压缸最小流量的蒸汽改为低真空运行时，由于背压升高，吨汽发电量的减少值：Do（ik-i)u=3600PePe=Do（ik-i)u/3600=1000(2625-2567)0.95/3600=1000×58×0.95/3600=55100/3600=15.3kwh8.1.2原原通过低压缸最小流量的蒸汽改为低真空运行时，吨汽能够提供有效利用热量：ik-is=2625-251=2374Kj/Kg8.1.3原冷凝工况最小蒸汽流量改为低真空运行后，冷源损失净收益冷源损失净收益=冷源损失收益-减少发电损失=0.03×[（2.625-0.251）/0.861/3.32]-0.5×15.3=0.03×（2.374/0.861/3.32）-7.65=0.025-7.65=-7.625元/h8.2抽汽改为低真空运行多发电的收益：Do（ie-ik)u=3600PePe=Do（ie-ik)u/3600=1000(3096-2625)0.95/3600=1000×471×0.95/3600=447450/3600=124.3kwh8.3净受益＝124.3×（0.5782÷1.17-0.04）×17.936-7.625×11.19=51.49×17.936-85.35=923.44-85.35=838.12元/h8.4 收益对照表：项目供暖时限供暖面积供暖成本供暖收益供暖净受益10t/h热水锅炉供热120天20万m2 300万元20万元－280万元抽汽供热120天20万m2 241.38万20万元—221.38万元循环水供热120天20万m2 0 20万元261.38注：表内为三种供暖方式的比较。
九、结论：综上所述，通过将汽机组改造成低真空采暖供热机组，可以大幅度提高汽轮机组的总循环热效率，是一种行之有效的节能技术。
在现有的运行条件下，一则可以节约能源，提高发电量，确保供热质量，减轻企业的负担，实现企业和个人双赢目的；另一方面，这项节能技术简便易行，改造周期短，费用低，效益高。
因此，将汽轮机组改造为低真空采暖供热机组在技术上是可行的，其经济效益和社会效益是显著的，是一件有利于企业，有利于居民生活的好事。