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亚临界机组工业供热改造经济性研究

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摘要:通过对比分析减温减压、压力匹配及背压小汽机3种方案对315MW机组工业供热改造经济性的影响。分析结果表明,为满足工业热负荷106.25t/h,采用热再抽汽进背压小汽机机发电后排汽供热方案经济性最佳;改造完成后,以THA工况为例,可使机组发电煤耗下降16.34g/kWh,以机组利用小时5400h计算,年节约标煤2.78万t。

关键词:亚临界机组;工业供热;减温减压;压力匹配;小汽轮机;经济性

引言

工业部门占据我国热力消费的主体地位,工业供热占全国热力消费总量的70%以上。目前,除一些大型工业企业由自备热电厂供热外,大部分工业企业由锅炉供热。燃煤热电联产机组进行工业供热改造,替代分散式燃煤小锅炉。这不仅可有效降低污染物排放,还可提高燃煤热电联产能源利用效率,降低机组发电煤耗率,经济效益显著。目前,学者对机组工业供热改造进行了广泛分析研究[1-3]。张凯等[4]针对鲁北发电厂北重330MW机组进行工业抽汽改造的运行方式,对从锅炉再热热段抽汽改造为再热冷段抽汽后的机组经济性和安全性进行了分析。吴畅等[5]以600MW空冷机组为基础,对工业蒸汽抽汽改造技术进行了论述,研究结果显示:机组通过再热冷段及热段抽汽混合供热,平均热负荷89.86t/h、机组利用小时7200h、机组60%THA负荷工况下,可降低机组发电煤耗19.03g/kWh。本文以某电厂315MW机组工业供热改造为例,对减温减压、压力匹配及背压小汽机3种供热改造方案进行了论述,最后对不同方案的经济性进行了对比分析。

1汽轮机概况

电厂现装机2×315MW汽轮机,型号为C312/305—16.67/0.5/538/538的亚临界、一次中间再热、高中压合缸、双缸、双排汽、单轴、抽凝式汽轮机。汽轮机主要性能参数如下表1所示。

2供热技术方案分析

2.1设计基本参数

根据电厂热负荷报告,电厂近期接待工业热负荷如表2所示。本次改造对电厂现有2台315MW机组进行工业供热改造,因此以2台315MW机组各接待平均热负荷106.25t/h为设计热负荷分析不同方案经济性。

2.2抽汽端口选择

工业抽汽抽汽口位置的选择应根据蒸汽设计参数,结合机组各段蒸汽品质进行选择。不同工况下机组抽汽口抽汽参数及最大抽汽量如表3所示。机组再热冷端最大抽汽量仅20t/h,远小于106.25t/h平均热负荷需求,因此本次改造中不考虑再热冷端抽汽改造。则本次改造可选抽汽口为再热热段抽汽及中排抽汽。

2.3方案经济性分析

热电厂工业供热改造主要有减温减压、压力匹配及背压小汽机等技术。减温减压技术指从汽机引出高压蒸汽对其减温减压以达到供热参数要求,主要增设设备为减温减压器。小汽机技术指从汽机引出的高压蒸汽先进入背压小汽轮机做功发电或拖动厂内设备,小汽机排汽进行供热,主要增设设备为小汽机及减温器。压力匹配技术是利用高压蒸汽喷射产生高速气流吸入低压蒸汽,使低压蒸汽压力和温度提高,从而使其参数满足供热参数要求,主要增设设备为压力匹配器。结合2.2节抽汽端口选择,本次改造可选方案有热再抽汽混合减温减压,热再中排抽汽2级压力匹配及热再抽汽进背压小汽机机发电后排汽供热3种方案。表3所示即为机组THA工况下3种方案经济性分析结果。由表3可知:热再中排抽汽两级压力匹配方案由于引射部分低参数中排抽汽,其经济性要优于单纯热再抽汽减温减压方案;THA工况下,压力匹配方案可使机组发电煤耗下降11.47g/kWh,优于减温减压方案的11.16g/kWh。背压小汽机方案由于使高参数蒸汽先做功发电而后供热,实现了能量的梯级利用,对机组发电量影响最小,且经济性最佳,可使机组发电煤耗下降16.34g/kWh,以机组利用小时5400h计算,年节约标煤2.78万t。详见表4。

3结论

本文对比分析了减温减压、压力匹配及背压小汽机3种方案对315MW机组工业供热改造经济性的影响,得出结论如下:(1)为满足工业热负荷106.25t/h,采用热再抽汽进背压小汽机机发电后排汽供热方案经济性最佳。(2)改造完成后,以THA工况为例,可使机组发电煤耗下降16.34g/kW.h,以机组利用小时5400h计算,年节约标煤2.78万t。

参考文献

1何晓红,高新勇,陈菁,等.600MW超临界纯凝机组改供热的技术经济性分析[J].发电与空调,2017(6):24-27.

2柴国旭,郑莆燕,张跃进,等.凝汽式机组工业供热改造方案分析和比较[J].浙江电力,2012,31(1):32-34.

3黎林村.纯凝电厂工业供热改造方案设计[J].区域供热,2015(3):27-30.

4张凯,李明成,马奎元,等.北重330MW机组工业供热改造后运行分析[J].热电技术,2017(1):11-15.

5吴畅,唐树芳,张祎.600MW超临界机组工业供热改造分析[J].能源与节能,2018(5).

作者:马斯鸣 单位:华电电力科学研究院有限公司

亚临界机组工业供热改造经济性研究责任编辑:张雨    阅读:人次
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