譚天榮

（廣東省粵瀧發(fā)電公司，廣東 云浮 527217）

國家通過多項政策鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展，推廣熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱，用熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的方式替代城市燃煤供熱小鍋爐，提高熱電機組的熱能綜合利用率?；洖{發(fā)電廠目前一期工程裝機容量為2×135 MW 燃煤純凝式發(fā)電機組，汽輪機為N135－13.24／535／535型超高壓、中間再熱、雙缸、雙排汽、單軸凝汽式汽輪機，二期工程規(guī)劃建設(shè)2×350 MW熱電聯(lián)產(chǎn)機組。電廠座落在廣東省云?。_定）循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園，工業(yè)園區(qū)內(nèi)有多家用熱企業(yè)，尚未實行集中供熱，用熱企業(yè)一般都自備1～2 臺小鍋爐供熱。該類工業(yè)小鍋爐能耗高，且煙氣脫硫、脫硝等相關(guān)減排設(shè)施配套不夠完善，而大容量的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組綜合能源利用效率高，采用了鍋爐煙氣脫硫、脫硝等相關(guān)減排設(shè)施，排放符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工業(yè)園內(nèi)已建成及在建的用熱企業(yè)的建設(shè)進度，到2015年，工業(yè)園的用熱負荷將達到253t／h，用熱需求迫切，粵瀧電廠已經(jīng)與工業(yè)園內(nèi)用熱量較大幾家用熱企業(yè)簽訂供熱合同，于2013年2月對2 臺135 MW 純凝式機組進行供熱改造，向工業(yè)園區(qū)的用熱企業(yè)實施集中供熱，提高能源利用效率，解決區(qū)域經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展問題。

1 純凝式機組供熱改造方案

1.1 供熱參數(shù)

粵瀧電廠供熱分中壓和低壓兩部份，中壓1.8 MPa，溫度235℃，平均負荷106.0t／h；低壓0.8 MPa，溫度210℃，平均負荷148.6t／h。第一期供熱量在2014年達到90t／h，之后根據(jù)用熱企業(yè)用熱情況逐年增加，根據(jù)用熱企業(yè)的要求，確定機組供熱改造電廠側(cè)的供熱參數(shù)（見表1）。

表1 改造后的供熱參數(shù)

1.2 供熱補水

機組供熱改造工程的中壓供熱用于表面式換熱設(shè)備，凝結(jié)水可回收率較高，而低壓供熱用于混合式加熱設(shè)備，凝結(jié)水無法回收，供熱補水情況見表2。

表2 電廠改造后的供熱補水 t／h

1.3 供熱改造方案

純凝發(fā)電機組供熱改造的技術(shù)方案主要有三類：一是將汽輪機進行通流改造，按供熱機組的結(jié)構(gòu)重新設(shè)計；二是保持汽輪機的通流結(jié)構(gòu)，利用富余的回?zé)嵴羝?；三是在主蒸汽管道、再熱冷段、再熱熱段或中排管道上開孔抽汽。其中在主蒸汽管道上開孔抽汽供熱的參數(shù)（包括壓力、溫度、流量）可以得到保證，而且?guī)缀醪挥绊憴C組運行的安全可靠性；在再熱冷段、再熱熱段或中排管道上開孔，利用汽輪機中聯(lián)閥或中排管道上加裝的蝶閥調(diào)整抽汽，改造工程量不大，供熱參數(shù)在機組一定負荷范圍內(nèi)可以維持穩(wěn)定，是目前純凝機組供熱改造中使用較多的技術(shù)方案。

根據(jù)粵瀧電廠2×135 MW 超高壓純凝發(fā)電機組的熱平衡圖，汽輪機主蒸汽、低溫再熱蒸汽、高溫再熱蒸汽、中排蒸汽、回?zé)嵴羝膲毫?、溫度、流量見?。

表3 2×135 MW 純凝發(fā)電機組的蒸汽參數(shù)

在不改變汽輪機通流結(jié)構(gòu)的前提下，為滿足供熱參數(shù)（壓力、溫度、流量）的要求，粵瀧電廠供熱改造采取在主蒸汽管道、低溫再熱蒸汽管道和高溫再熱蒸汽管道上開孔抽汽降溫降壓的供熱改造方案。

1.4 過熱蒸汽降溫降壓方式

綜合考慮到電力負荷的調(diào)峰要求和主機設(shè)備的安全性要求、安裝工期、電廠運行調(diào)節(jié)等因素，電廠采用壓力匹配器配汽供熱的改造方案，配汽方式如下。

a.中壓供熱蒸汽：主蒸汽＋高溫再熱蒸汽＋減溫水。

b.低壓供熱蒸汽：主蒸汽＋三段回?zé)嵴羝亩位責(zé)嵴羝宥位責(zé)嵴羝珳p溫水。

2 強度及軸向推力校核

2.1 強度校核

汽輪機組在抽汽工況運行時，相對純凝汽工況而言，其工況更復(fù)雜，因而對機組提出了更高的要求。對于135 MW 純凝式汽輪機高中壓動葉片而言，主蒸汽流量為440t／h，各抽汽口最大抽汽工況為最危險工況，汽輪機廠家根據(jù)最危險工況，分別對高壓5～8級，中壓5～10級動葉片進行強度校核計算。經(jīng)過計算，高壓5～8級、中壓5～10級動葉片安全性均合格，可確保機組在抽汽工況下安全連續(xù)運行。

2.2 軸向推力校核

電廠135 MW 汽輪機由單流高壓缸，單流中壓缸和雙流低壓缸組成。調(diào)節(jié)級采用與高壓缸汽流方向一致的順流布置，高中壓合缸。低壓缸對稱雙流，推力相互抵消，自然平衡。因此，推力平衡僅為高中壓缸的推力及平衡活塞之間的平衡。汽輪機廠家分別就以下3種工況進行汽輪機軸承推力計算。工況1：主蒸汽流量為440t／h，各抽汽口最大抽汽；工況2：主蒸汽流量為400t／h，各抽汽口最大抽汽；工況3：主蒸汽流量為300t／h，各抽汽口最大抽汽。計算結(jié)果見表4。

表4 汽輪機軸承推力計算結(jié)果

汽輪機組的推力軸承許用推力為169.2kN、比壓為1.03MPa，根據(jù)汽輪機組在各抽汽工況下的數(shù)據(jù)對機組進行推力計算和軸承比壓計算，結(jié)果表明進行供熱抽汽改造后機組的推力及軸承比壓均在允許范圍內(nèi)。

3 供熱系統(tǒng)設(shè)計安裝

供熱系統(tǒng)主蒸汽接自機組A、B 側(cè)主蒸汽電動閘閥前的疏水管道。2根DN＝50mm 管道匯流成1根DN＝80mm 管道接至低壓匹配器，另從DN＝80mm 管道上接引1根DN＝40mm 管道至中壓匹配器。為保證安全，在低壓匹配器和中壓匹配器的主蒸汽管道上都安裝兩道電動隔離閥門。高溫再熱蒸汽接自機組的A、B 側(cè)高溫再熱蒸汽管道，2 根DN＝200mm 管道匯流成1根DN＝300mm 管道后分兩路接至中壓匹配器。一路安裝有兩道電動隔離閥門和止回閥，用于機組低負荷高溫再熱蒸汽壓力低于1.8 MPa時，采用主蒸汽驅(qū)動引射高溫再熱蒸汽的供熱方式。另一路安裝有電動隔離閥、電動調(diào)節(jié)閥，用于機組高負荷高溫再熱蒸汽壓力高于1.8 MPa時，采用關(guān)閉主蒸汽、高溫再熱蒸汽直接降溫降壓的供熱方式。

中壓匹配器的減溫水采用給水泵出口的高壓給水，減溫水管道上依次安裝2道節(jié)流孔板和2道電動截止閥、節(jié)流閥、電動調(diào)節(jié)閥、止回閥。

低壓匹配器的三段回?zé)嵴羝⑺亩位責(zé)嵴羝?、五段回?zé)嵴羝冀幼詸C組回?zé)嵴羝艿罋鈩又够亻y后，管路依次安裝電動隔離閥和止回閥。低壓匹配器的減溫水采用凝結(jié)水泵出口的低壓凝結(jié)水，減溫水管道上依次安裝電動截止閥、電動調(diào)節(jié)閥和止回閥。

4 改造效果

粵瀧電廠第一階段的供熱改造已完成，供熱管網(wǎng)系統(tǒng)已在2014年4月份沖洗及調(diào)試完畢，5月份正式向工業(yè)園用熱企業(yè)供熱。供熱改造后，汽輪機組運行穩(wěn)定，經(jīng)濟效益達到純凝式機組供熱改造的要求。電廠能滿足云?。_定）循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園企業(yè)用熱需求，同時與使用燃煤小鍋爐相比，每年供熱節(jié)能6.83×104t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放13.51×104t，SO2排放5 600t，NOx排放791.72t，煙塵排放4.46×104t，灰渣排放1.30×104t。

5 結(jié)束語

純凝式汽輪機組供熱改造符合國家節(jié)能減排的政策，通過供熱改造提高能源利用效率，并替代區(qū)域內(nèi)燃煤小鍋爐，在滿足用戶用熱需求的同時，減少CO2、SO2、NOx、煙塵的排放，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。