利用供熱補(bǔ)水改抽凝為背壓機(jī)組的節(jié)能方法

張心陽

遼寧電力勘測設(shè)計(jì)院 ，遼寧沈陽 110179

“十一五”期間，國家關(guān)停了很多高污染、高耗能的小火電，但基于工業(yè)用熱的需要，國家采取很多措施鼓勵(lì)具有較好經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性的熱電聯(lián)廠。在大多數(shù)熱電聯(lián)廠企業(yè)中都有抽凝發(fā)電機(jī)組，雖然在一定程度上它比單獨(dú)供熱效益要好很多，但還是很耗能。

在這樣的形勢下，很多企業(yè)看中了背壓發(fā)電機(jī)組熱效率高的特點(diǎn)，想要將抽凝機(jī)組改成了背壓機(jī)組，但是背壓機(jī)組本身的調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，加上供熱系統(tǒng)的限制，在運(yùn)行的時(shí)候沒有想象中那么順利。

1）抽凝機(jī)組改成低背壓發(fā)電機(jī)組的可行性

在供熱較大的熱電廠，利用冷源損失的吸收來提高經(jīng)濟(jì)效益性，既不用對汽輪機(jī)進(jìn)行改動(dòng)，只是在自身熱力循環(huán)的基礎(chǔ)上改抽凝機(jī)組為背壓機(jī)組，還有很好的靈活性。在當(dāng)今的很多熱電廠、生物化工，發(fā)電廠，紡織業(yè)等行業(yè)，這種改變都有著極其重要的節(jié)能推廣價(jià)值。

由于抽凝機(jī)組的發(fā)電部分有冷源的損失，所以它的經(jīng)濟(jì)性差，但是人們一直都在想辦法要利用損失的這部分冷源，可實(shí)際情況是因?yàn)檠h(huán)水冷卻水溫很低，只有34℃左右，而且出水量大，加上水質(zhì)的原因，這部分熱能一直沒有辦法進(jìn)行有效的回收利用。

12mW抽凝機(jī)的排汽壓力是0.0049MPa，溫度低于40℃，這快要接近飽和溫度，假如只考慮能量守恒而不管換熱的方式，想要把凝汽潛熱換出來，至少280t/h的冷除鹽水，而想要把換出來的熱水回收到熱系統(tǒng)中繼續(xù)使用，就要解決水質(zhì)與水量這兩個(gè)問題。首先需要用最少的冷除鹽水去達(dá)到冷卻凝汽的效果，盡量增加吸熱后的溫度，降低凝汽器的真空度，低背壓運(yùn)行。在實(shí)際操作中，讓噴淋進(jìn)水溫度保持在18℃，出水溫度控制在70℃以內(nèi)，除鹽水在進(jìn)入銅管的溫度也是18℃，但在出管的溫度一定要控制在58℃以內(nèi)。具體操作如下：

首先，把除鹽水噴淋裝置裝在汽輪機(jī)排氣口和凝汽器的進(jìn)口喉口處，然后吸收熱氣熱量進(jìn)行換熱，但根據(jù)實(shí)際操作總結(jié)，噴淋的水量以53t/h為宜。

第二，把凝汽器內(nèi)循環(huán)水的流動(dòng)改成凝汽器銅管內(nèi)除鹽水的流動(dòng)，從而達(dá)到凝汽的冷卻效果，在這樣的替換中，除鹽水的用量比循環(huán)水要少，所以要增加除鹽水在管內(nèi)流動(dòng)的速度，加長它在管內(nèi)冷卻的時(shí)間，用這樣的方式來增加冷卻的效果。這樣一來，只要對凝汽器兩個(gè)獨(dú)立對等空間中的一個(gè)進(jìn)行改造，利用可以拆掉的隔板增加一倍的回程，由于要讓凝汽器內(nèi)兩個(gè)空間的膨脹處于均勻狀態(tài)，另一個(gè)不通除鹽水的空間只需要用少量的5t/h的循環(huán)水來冷卻就可以了。冷卻凝汽的除鹽水的總量一定要和外部的熱負(fù)荷保持在平衡的狀態(tài)，這樣才能保證回收的熱量和參與冷卻的除鹽水能被有效的利用。

第三，除鹽水從銅管里出來后被送到除氧器，這時(shí)候想要增加銅管承受壓力的能力，還要緩解因?yàn)闊嶝?fù)荷造成冷卻凝汽的除鹽水總量在短時(shí)期內(nèi)不能和外部熱負(fù)荷相匹配的問題，我們用1000t/h容量的專門保溫水箱來裝載冷卻凝汽后的熱除鹽水，送到除氧器或者經(jīng)過冷渣器之后再送到除氧器，要注意的是冷渣器出口的水的溫度一定要在85℃以下。噴淋除鹽水和凝結(jié)水要要通過凝結(jié)水泵軸封的低壓加熱器之后再進(jìn)入除氧器。

2）經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)證明，因?yàn)檫@次的改造沒有涉及汽輪機(jī)本機(jī)的改造，只是在凝汽器和供水的系統(tǒng)上做了一些改進(jìn)，所以總體來看汽輪機(jī)的運(yùn)行是很穩(wěn)定的，各項(xiàng)指標(biāo)均為合格狀態(tài)，沒有造成其他的不良效果。需要說明的是，在不斷的運(yùn)行中，機(jī)組末端的葉片的鼓風(fēng)會(huì)造成氣機(jī)排汽的時(shí)候產(chǎn)生很高的溫度，而且在實(shí)際的操作中，只要噴淋結(jié)水出口的溫度達(dá)到60℃，氣機(jī)的排汽溫度就能達(dá)到80多℃，這樣一來就超出噴淋結(jié)水出口溫度20℃還要多，基于安全因素的考慮，我們把排汽的參數(shù)設(shè)置為小于80℃，噴淋凝結(jié)水出口的溫度設(shè)定為58℃，銅管內(nèi)除鹽水的出水溫度應(yīng)該在56℃左右。

因?yàn)槟骼锩嬲婵盏臏p少降低勢必會(huì)對發(fā)電量產(chǎn)生影響，這樣在同等情況下發(fā)一樣的電量每小時(shí)多耗1.412t標(biāo)煤，但是由于冷源損失被充分利用，這樣改造后的方法對整個(gè)發(fā)電環(huán)節(jié)能節(jié)約3.14t/h標(biāo)準(zhǔn)煤，除卻一開始由于凝汽器真空降低引起的耗煤量，總節(jié)約1.728t/h的燃煤，統(tǒng)計(jì)計(jì)算每年7000h的運(yùn)行時(shí)間，每年能節(jié)約標(biāo)煤12096t，附屬的輔機(jī)節(jié)約電量290.75kW·h/h，每年就能節(jié)約2035250 kW·h。在改造之前發(fā)電耗煤量是0.433kg/kW，改造后每年可以節(jié)約近880t燃煤，所以每年總共應(yīng)該節(jié)約了12977t煤炭。

供熱量的大小決定了背壓機(jī)組的發(fā)電量，如果上述的改造運(yùn)行方式能得到大力的推廣，就能更好的緩解電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)的峰谷差和冷源損失，同時(shí)還能提高熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]鄭杰.汽輪機(jī)低真空運(yùn)行循環(huán)水供熱技術(shù)應(yīng)用.

[2]王勝濤，王波，孫海英.汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供熱的應(yīng)用.

[3]王振銘.我國熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展[D].熱電聯(lián)產(chǎn)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，1999，6.