600MW火電機(jī)組供熱系統(tǒng)改造探討

伍炳迎

摘要：本論文介紹了珠海金灣發(fā)電有限公司兩臺(tái)600MW超臨界火電機(jī)組的供熱改造、供熱運(yùn)行方式、機(jī)組供熱經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：600MW超臨界火電機(jī)組；供熱改造；經(jīng)濟(jì)效益

引言：

金灣火力發(fā)電廠自投產(chǎn)以來(lái)，為廣東省電力的穩(wěn)定做出了卓越的貢獻(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，本地區(qū)企業(yè)用熱的需求越來(lái)越大，因此金灣公司相繼對(duì)兩臺(tái)600MW火電機(jī)組進(jìn)行了供熱改造。通過(guò)改造后，兩臺(tái)機(jī)組的能耗降低，提高在電力市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

機(jī)組的概況：珠海金灣發(fā)電有限公司采用的鍋爐是上海鍋爐廠制造的超臨界螺旋管圈、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、四角切圓燃煤直流爐，機(jī)組采用定-滑-定運(yùn)行方式。共有兩臺(tái)600MW超臨界機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組鍋爐的再熱器參數(shù)（在BMCR運(yùn)行工況下）：進(jìn)口壓力4.398Mpa；出口壓力4.2Mpa，再熱器蒸汽的進(jìn)口溫度312℃，出口溫度569℃。另外每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)汽泵前置泵，前置泵電機(jī)的額定電流為62.1A。

第一次供熱改造：金灣公司2009年進(jìn)行了第一次供熱改造，此次改造從兩臺(tái)爐膛高溫再熱蒸汽管道出口各引出一條蒸汽管道，通過(guò)減壓閥與減溫器的配合，使高溫再熱蒸汽管道中抽出的蒸汽通過(guò)減溫減壓后達(dá)到用戶參數(shù)所要求的蒸汽，即將3.562MPa，566℃（100%THA時(shí)）的蒸汽降至1.8MPa，320℃，這樣兩臺(tái)機(jī)組的供熱抽汽通過(guò)上面的處理后匯集至供熱蒸汽聯(lián)箱，最后由供熱蒸汽聯(lián)箱引出蒸汽進(jìn)入供熱母管以及熱網(wǎng)管線，再給用熱用戶。從高溫再熱蒸汽管道供熱蒸汽抽汽接口至供熱蒸汽聯(lián)箱管道上按介質(zhì)流向依次設(shè)置電動(dòng)隔離閥、氣動(dòng)止回閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥組及其旁路、減溫器、流量計(jì)、電動(dòng)隔離閥。減溫器的作用是將抽汽的溫度由566℃降為320℃（如圖1），實(shí)際供熱溫度控制在275℃左右。

改造后，經(jīng)過(guò)調(diào)試確定了供熱的運(yùn)行方式。即機(jī)組負(fù)荷在35%（210MW）及以上時(shí)，可投入供熱系統(tǒng)，可選擇單機(jī)供熱或雙機(jī)供熱。同時(shí)根據(jù)供熱抽汽對(duì)汽機(jī)軸向位移、給水系統(tǒng)運(yùn)行情況、除鹽水系統(tǒng)等參數(shù)的影響，確認(rèn)了供熱與負(fù)荷對(duì)應(yīng)表。

供熱壓力調(diào)節(jié)閥控制供熱母管減壓減溫后的壓力，當(dāng)單機(jī)抽汽流量大于100t/h，閉鎖該機(jī)組壓力控制閥增大，此時(shí)供熱由另一臺(tái)機(jī)組來(lái)滿足；若兩臺(tái)機(jī)組均超出100t/h時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并將控制切手動(dòng)保持。改造后的問(wèn)題：1）供熱投運(yùn)后給水流量會(huì)增加，尤其高負(fù)荷給水流量會(huì)接近上限，因此要注意汽泵前置泵的電流；2）此次改造從高溫再熱蒸汽管道引出的，因此一臺(tái)停運(yùn)后，另一臺(tái)故障停機(jī)時(shí)，會(huì)造成供熱中斷；另外當(dāng)負(fù)荷低于180MW時(shí)，機(jī)組無(wú)法對(duì)外抽汽供熱；節(jié)假日時(shí)，會(huì)出現(xiàn)供熱用戶不需要用汽，此時(shí)熱網(wǎng)公司維持管道用汽在5t/h左右，減溫減壓器因減溫水少而霧化效果較差，造成減壓器損壞。

第二次供熱改造：針對(duì)第一次改造后的問(wèn)題，為了保證供熱不會(huì)由于#3、#4兩臺(tái)機(jī)組供熱系統(tǒng)故障或者負(fù)荷低于180MW滿足不了用戶的需求，或者供熱流量低于15t/h造成減溫減壓損壞，我們于2016年進(jìn)行了第二次改造。此次改造在#4機(jī)再熱蒸汽供供熱蒸汽去供熱蒸汽聯(lián)箱的管路上增加了一路輔助蒸汽，因?yàn)檩o汽壓力、溫度可以滿足供熱的要求，又解決了上面的問(wèn)題（如圖2）。我廠輔汽來(lái)至機(jī)組四抽、冷再以及珠海發(fā)電廠。

改造后又出現(xiàn)的問(wèn)題：由于我們兩臺(tái)機(jī)的輔助蒸汽主要來(lái)至冷再供輔汽供汽，因此進(jìn)入再熱器的蒸汽量減少，易造成管壁溫度升高，嚴(yán)重時(shí)再熱器會(huì)爆管。另外溫度升高對(duì)再熱器減溫水用量增大，機(jī)組的煤耗增加。

現(xiàn)在我廠供熱一般在120t/h左右，而化學(xué)制水系統(tǒng)制水能力在100t/h左右，再加上機(jī)組其它損耗，制水能力跟不上供熱需求，因此經(jīng)常得向珠海電廠借水，嚴(yán)重的話得限制供熱量，制水能力限制了增大供熱量以及提高電廠經(jīng)濟(jì)效益。

金灣發(fā)電廠兩臺(tái)機(jī)組供熱量最大出力約200/h（輔汽投運(yùn)下更多），而高欄港區(qū)規(guī)劃總用汽量約為414t/h，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供熱的需求越來(lái)越高?，F(xiàn)在正常運(yùn)行一般供熱母管壓力維持在1.3Mpa，溫度在265度左右。但是新的化工工藝的要求，高欄港工業(yè)區(qū)需要大量小于1Mpa的低壓蒸汽，現(xiàn)有的供熱方式無(wú)法兼顧低壓蒸汽。

后續(xù)第三次供熱改造：熱網(wǎng)公司經(jīng)過(guò)對(duì)港區(qū)內(nèi)較大型的在建用熱企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，預(yù)估2018年港區(qū)用熱需求峰值將超過(guò)200t/h（約達(dá)到260t/h），為了滿足工業(yè)區(qū)供熱尤其大量的低壓蒸汽的需求，金灣發(fā)電公司啟動(dòng)低壓增量供熱以鍋爐補(bǔ)給水?dāng)U容項(xiàng)目，改造的方案通過(guò)切除1、2高加，利用其抽汽來(lái)提供低壓汽源。但是是否可行還需進(jìn)一步論證，研究院已經(jīng)在進(jìn)行核算。#3機(jī)組2018年03月23號(hào)進(jìn)行了#1、#2高加退出運(yùn)行試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)#3機(jī)組負(fù)荷550MW，退出#1、#2高加，退出#4機(jī)供熱及輔汽供熱，做#3機(jī)單機(jī)供熱大流量試運(yùn)，最高流量140t/h。后面減負(fù)荷到300MW，最高流量135t/h，SCR入口煙溫最低304℃/307℃。試驗(yàn)工程中機(jī)組的參數(shù)，軸承的振動(dòng)都正常，尤其SCR煙溫正常。因?yàn)榄h(huán)保的要求越來(lái)越嚴(yán)格，機(jī)組運(yùn)行時(shí)SCR要確保運(yùn)行以控制Nox排放的含量達(dá)標(biāo)。從這次試驗(yàn)我們看出#1、#2退出時(shí)機(jī)組能保持運(yùn)行，SCR不會(huì)退出（我廠SCR退出溫度為293度，此參數(shù)跟硫份也有關(guān)）。新改建供熱項(xiàng)目投運(yùn)后預(yù)計(jì)投入供熱流量增至300t/h，制水量需求增大，因此公司新增一套制水系統(tǒng)，滿足機(jī)組供熱的要求。

供熱經(jīng)濟(jì)前景：在嚴(yán)格要求節(jié)能減排的當(dāng)下，熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)組可以節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量?；痣姍C(jī)組供熱改造以實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自己價(jià)值的又一項(xiàng)轉(zhuǎn)變，即能輸送電力又保證了工廠的供熱需求。我廠向高欄港區(qū)供熱售價(jià)140元每噸，制水成本很低。2017年累計(jì)向高欄港區(qū)供熱45萬(wàn)噸，因此全年產(chǎn)生的效益為140*45000=6300萬(wàn)元，金灣公司供熱的純利潤(rùn)為（實(shí)際效益的10%）=6300*10=630萬(wàn)元。由計(jì)算可知供熱帶給我們的利潤(rùn)是可觀的，預(yù)計(jì)新的供熱管道改造后對(duì)公司的效益又將是一個(gè)很大的提升。金灣發(fā)電廠的改造也給同類(lèi)型的機(jī)組提供了很好的借鑒。

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