1 000 MW機(jī)組0號(hào)抽汽供熱研究與應(yīng)用

張南放

上海上電漕涇發(fā)電有限公司

1 000 MW機(jī)組0號(hào)抽汽供熱研究與應(yīng)用

張南放

上海上電漕涇發(fā)電有限公司

介紹了供熱方上海漕涇電廠1 000 MW超超臨界汽輪機(jī)各級(jí)抽汽的參數(shù)、熱用戶上海漕涇熱電公司的蒸汽需求，針對(duì)受汽方供熱需求增加的實(shí)際情況在由冷段和1號(hào)抽汽供熱的基礎(chǔ)上再增加了0號(hào)抽汽向外供熱的方案，并論述了0號(hào)抽汽供熱改造的安全性、可行性。通過對(duì)比不同負(fù)荷工況下的機(jī)組性能指標(biāo)，分析了供熱的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過供熱改造后，從性能試驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了供熱改造的經(jīng)濟(jì)性，在保證機(jī)組的安全性的前提下大大降低了煤耗。供熱試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)的問題及改進(jìn)，優(yōu)化了供熱系統(tǒng)，為其它同類型機(jī)組的供熱改造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

超超臨界；汽輪機(jī)；供熱

1 概述

上海漕涇電廠2×1 000 MW機(jī)組汽輪機(jī)采用上汽廠引進(jìn)德國(guó)西門子公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽（一個(gè)高壓缸、一個(gè)雙流中壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸）、雙背壓、八級(jí)回?zé)岢槠?、反?dòng)凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N1000-26.25/600/600，銘牌功率為1 000MW，保證熱耗7 306 kJ/kWh，THA工況下具體參數(shù)如表1。

表1 THA工況汽輪機(jī)性能參數(shù)

上海漕涇電廠位于上海金山化工區(qū)西側(cè)，化工區(qū)內(nèi)有拜耳、巴斯夫、英國(guó)石油化工等數(shù)10家大型跨國(guó)化工企業(yè)，有相當(dāng)大的熱需求，供熱管網(wǎng)的蒸汽需求參數(shù)如表2。

表2 熱網(wǎng)需求參數(shù)

為了滿足上海金山化工區(qū)熱網(wǎng)需求，已于2013年年底完了從汽輪機(jī)冷再管道、1號(hào)抽汽管道抽汽供熱的改造工作，并順利投產(chǎn)供熱。但受制于因電網(wǎng)調(diào)度引起的負(fù)荷波動(dòng)造成兩路汽源在低負(fù)荷階段無(wú)法提供穩(wěn)定參數(shù)、流量的蒸汽，且隨著熱網(wǎng)的發(fā)展對(duì)供熱量提出了更高要求，為了解決這些問題，特對(duì)0號(hào)抽汽供熱的可行性進(jìn)行了研究和應(yīng)用。

20號(hào)抽汽供熱改造的安全性

為了確定汽輪機(jī)在向外供熱工況下安全性，特委托上海汽輪機(jī)廠有限公司對(duì)0號(hào)抽汽供熱最大蒸汽流量、供熱工況下的葉片強(qiáng)度以及軸向推力進(jìn)行了校核計(jì)算。通過計(jì)算，0號(hào)抽汽口在抽汽100t/h的情況下補(bǔ)汽閥后抽汽口蒸汽流速滿足汽輪機(jī)各抽汽口流速不得超過76 m/s 的設(shè)計(jì)要求；高壓缸前五級(jí)動(dòng)葉的蒸汽彎應(yīng)力、合成應(yīng)力、葉根蒸汽彎應(yīng)力、葉根合成應(yīng)力在400～750 MW工況下均合格，葉片在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)能夠滿足安全運(yùn)行要求；在400～750 MW工況下機(jī)組推力均在允許范圍之內(nèi)，符合設(shè)計(jì)規(guī)范，滿足對(duì)推力軸承安全性的要求。另外，補(bǔ)汽閥后抽汽僅在75%THA負(fù)荷以下投用，抽汽投運(yùn)后，高壓第五級(jí)后壓力監(jiān)視不超過11.97 MPa.a。

30號(hào)抽汽供熱改造的可行性

通過對(duì)比表1中的數(shù)據(jù)，0號(hào)抽汽在400～750 MW工況下蒸汽從壓力、溫度方面上來看要高于化工區(qū)所需的蒸汽溫度，可以通過噴水減溫，滿足用戶要求。

由于機(jī)組的負(fù)荷受電網(wǎng)調(diào)度的影響，原供熱改造由冷再及1號(hào)抽汽供熱的可靠性和穩(wěn)定性略顯不足，特別是高壓蒸汽。為了彌補(bǔ)這個(gè)不足，才再考慮采用高壓缸0號(hào)抽汽向外供熱。經(jīng)過這樣的再改造，供熱穩(wěn)定性、供熱量大大提高，在400～750 MW負(fù)荷區(qū)間由0號(hào)抽汽向外供供熱蒸汽，750 MW～900 MW由1號(hào)抽汽向外供供熱蒸汽或中壓蒸汽，900 MW以上由1號(hào)抽汽或冷再供高壓或中壓蒸汽。

40號(hào)抽汽供熱改造的經(jīng)濟(jì)性

根據(jù)制造廠提供的部分負(fù)荷下機(jī)組主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（表3、表4）計(jì)算出各工況下的煤耗指標(biāo)（表5），從表5可以看出，對(duì)單臺(tái)機(jī)組，在400MW至750 MW的工況下，不考慮供熱的熱量，機(jī)組的供電煤耗可降低4.47至6.15 g/kWh，而且機(jī)組發(fā)電量保持不變。按2014年#1機(jī)組的運(yùn)行情況，在400 MW至750 MW負(fù)荷段內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間共計(jì)4137h，占到全年發(fā)電時(shí)間的47.276%，如果不考慮供熱的熱量，全年可累計(jì)減少煤耗12 048 t。

通過改造后，可以改善700 MW以下無(wú)法進(jìn)行高壓供熱的缺陷，根據(jù)2014年1號(hào)機(jī)組運(yùn)行情況，全年去除停機(jī)時(shí)間，700 MW以下運(yùn)行時(shí)間為3 762 h，以每小時(shí)供汽100 t，供熱成本96元，除鹽水8元，銷售價(jià)格117元（當(dāng)前運(yùn)營(yíng)價(jià)格及成本）計(jì)算，每年可增加收益（117-8-96）×100×3726=4843800元。約2.05年（990÷484≈2.05）可以收回投資。

表3 750 MW工況機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

圖1 0號(hào)抽汽供熱示意圖

5 0號(hào)抽汽供熱改造的應(yīng)用

上文通過0號(hào)抽汽供熱改造安全性、可行性、經(jīng)濟(jì)性上進(jìn)行了充分的論證，于2015年6月及9月開始分別對(duì)兩臺(tái)機(jī)組進(jìn)行0號(hào)抽汽供熱改造工程的實(shí)施，分別于同年7月、11月底完成，改造示意如圖1。0號(hào)抽汽供熱完成后在#2機(jī)組選取500MW、供熱90 t/h的典型工況進(jìn)行了性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算一致。

部分負(fù)荷500 MW不供熱時(shí)的修正后熱耗率為7717.35 kJ/kWh，和供熱90 t/h的工況熱耗7593.08 kJ/kWh相比，熱耗下降124.27 kJ/kWh，對(duì)煤耗的影響約為5g/kWh。但是部分負(fù)荷500 MW供熱90 t/h時(shí)測(cè)得的廠用電率為5.96%，比不供熱時(shí)高出0.15%，對(duì)煤耗的影響約為0.45 g/kWh。最終得到的2015年2號(hào)機(jī)組部分負(fù)荷500MW供熱90 t/h時(shí)的修正后供電煤耗率為295.56 g/kWh，比不供熱時(shí)的修正后供電煤耗率299.92 g/kWh下降4.36 g/ kWh。

6 結(jié)語(yǔ)

表5 各工況機(jī)組煤耗指標(biāo)

經(jīng)過0號(hào)抽汽供熱改造后的性能試驗(yàn)，結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)論基本一致，500MW工況下供熱90t/h時(shí)比不供熱時(shí)的修正后供電煤耗率下降4.36 g/kWh?？傊?，利用上海漕涇電廠2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組對(duì)外提供蒸汽是可行的；0號(hào)抽汽供熱項(xiàng)目不但能提高能源的利用率，而且能提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，在節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高電廠上網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面均有較好的綜合效益，也為其它同類型機(jī)組的供熱改造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

Study and Application of 1 000 MW Unite No.0 Steam Extraction Heating

Zhang Nanfang
Shanghai Electrical Power Caohejing Power Generation Co.,Ltd

The article introduces all levels steam extraction parameters of 1 000 MW super critical steam turbine unit at heating side Shanghai Caohejing power plant and steam demand of heating customers Shanghai Caohejing cogeneration company. Focused on heating demand increasing at steam-received side, it addes No.0 steam extraction heating solution with cold segment and No.1 steam extraction heating and discusses safety and feasibility of No.0 steam extraction heating renovation. Through unit performance index under different load conditions, it analyzes heating economy. After heating renovation, the results verifies heating renovation economy and reduce coal consumption with safe unit operation. Through commissioning of heating period, problems are put forward and countermeasures are put into practice to optimize heating system and give reference to same type unit heating renovation.

Super Critical, Steam Turbine, Heating

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.01.012

張南放：（1960-），男，本科，生產(chǎn)技術(shù)部副經(jīng)理，從事電廠設(shè)備的檢修管理工作。