減溫減壓技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)供熱中的應(yīng)用分析

周健鏗?張祎?金鑫

摘 要 雖然小汽輪機(jī)和壓力匹配器技術(shù)在理論意義上能夠節(jié)約能源，提高能源利用效率，但是在實(shí)際工業(yè)改造中需綜合考慮機(jī)組情況、外界熱負(fù)荷規(guī)模、工業(yè)用汽參數(shù)等多方面因素來進(jìn)行對比分析，確定選擇合適的減溫減壓技術(shù)。本文以某電廠660MW純凝機(jī)組工業(yè)抽汽改造為實(shí)例，對比分析了減溫減壓器技術(shù)、壓力匹配器以及背壓式小汽機(jī)技術(shù)在該工程中的適用性，給減溫減壓技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用提供了一定的參考價值。

關(guān)健詞 減溫減壓；工業(yè)供熱；熱電聯(lián)產(chǎn)；工程應(yīng)用

前言

目前，國內(nèi)常用的減溫減壓技術(shù)主要有以下幾種，一是采用減溫減壓器，直接將中壓蒸汽或高壓蒸汽進(jìn)行減溫減壓，使其達(dá)到供汽參數(shù)要求；二是采用壓力匹配器，以高壓蒸汽通過高速噴嘴引射低壓蒸汽，解決了電廠單抽汽機(jī)組的雙參數(shù)供熱問題，得到了最佳供熱運(yùn)行方式[1]；另一種發(fā)展較快的供熱方式是利用高排蒸汽驅(qū)動小汽機(jī)帶動電廠輔機(jī)做功（如給水泵、引風(fēng)機(jī)、熱網(wǎng)循環(huán)水泵等），此種方式實(shí)現(xiàn)了能量的梯級利用，降低了節(jié)流損失，同時降低了廠用電率[2]。

本文以安徽華電六安電廠的660 MW純凝機(jī)組工業(yè)抽汽改造為實(shí)例，對減溫減壓技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。電廠原有供熱方式是利用再熱冷段抽汽進(jìn)行供熱，而面對新增長的工業(yè)熱負(fù)荷，冷再抽汽蒸汽參數(shù)過高，必須進(jìn)行減溫減壓以滿足熱用戶對蒸汽參數(shù)的要求，結(jié)合上述三種減溫減壓技術(shù)方案進(jìn)行對比分析，確定改造方案。

1 減溫減壓技術(shù)介紹

減溫減壓器優(yōu)點(diǎn)包括：①技術(shù)成熟，管路相對簡單，改造周期短；②投資低，主要是減溫減壓器費(fèi)用、管道費(fèi)用和電氣儀表費(fèi)用。其缺點(diǎn)主要有：節(jié)流損失較大，造成能源的直接浪費(fèi)。

壓力匹配器優(yōu)點(diǎn)主要包括： ①改造周期短。改造較為簡單，只需新增相應(yīng)管路設(shè)備；②節(jié)約能源。用高參數(shù)蒸汽提升低參數(shù)蒸汽達(dá)到中間參數(shù)蒸汽，可以利用一部分已做功發(fā)電的低壓蒸汽；③投資相對較少。其缺點(diǎn)有：①噪音較大，必須增設(shè)專用隔音罩；②投資相對減溫減壓方案稍大；③壓力匹配器的變工況性能較差，在高壓蒸汽壓力較低時，整體效率偏低，節(jié)流損失很大。

背壓式汽輪機(jī)排汽所含的熱量絕大部分被熱用戶所利用，不存在冷源損失，熱效率較凝汽式汽輪機(jī)為高。其優(yōu)點(diǎn)主要包括：①避免閥門的節(jié)流損失，實(shí)現(xiàn)能量梯級利用，提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性；②降低了廠用電率，使得廠用電網(wǎng)可靠性增加。其缺點(diǎn)有：①熱力系統(tǒng)相比減溫減壓和壓力匹配器技術(shù)要復(fù)雜，蒸汽參數(shù)的波動一定程度影響小汽機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行；②小汽輪機(jī)的運(yùn)行方式要受對外供熱熱負(fù)荷變化等因素的影響。

2 方案對比與選取

現(xiàn)以安徽華電六安電廠的660 MW純凝機(jī)組工業(yè)抽汽改造為實(shí)例， 電廠原有供熱方式是利用再熱冷段抽汽進(jìn)行供熱，而面對新增長的工業(yè)熱負(fù)荷，冷再抽汽蒸汽參數(shù)過高，必須進(jìn)行減溫減壓以滿足熱用戶對蒸汽參數(shù)的要求，現(xiàn)結(jié)合上述三種減溫減壓技術(shù)方案進(jìn)行對比分析，確定改造方案。外界熱用戶需求的蒸汽流量為60t/h，溫度為320℃，壓力為1.5Mpa.a。

2.1 減溫減壓器方案

通過在冷再抽汽管道上直接加裝減溫減壓器來降低蒸汽參數(shù)，減溫水考慮從給水泵中間抽頭處抽取，隨著機(jī)組負(fù)荷的變化，給水泵中間抽頭的壓力為7.675MPa，溫度在160℃-188℃之間。

2.2 壓力匹配器方案

壓力匹配器低壓蒸汽的單級升壓比不能超過2.5，即輸出蒸汽壓力與低壓蒸汽壓力的比值不能超過2.5，若升壓比大于2.5，壓力匹配器進(jìn)入極限工況，效率急劇下降。表1為不同抽汽口位置的壓力匹配器選型說明。

結(jié)合上表分析可知，現(xiàn)有抽汽口由于機(jī)組負(fù)荷波動太大，以及抽汽參數(shù)和流量的限制，沒有合適的低壓蒸汽抽汽口。因此，壓力匹配器方案不適合本次改造項(xiàng)目。

2.3 小汽機(jī)方案

在蒸汽流量60t/h的情況下，背壓式小汽機(jī)乏汽仍需節(jié)流才能滿足出口為1.5MPa，溫度為320℃品質(zhì)的蒸汽。在50%THA、75%THA和100%THA工況下小汽機(jī)分別可以發(fā)電1493.85kW，862.09kW和76.3kW，供電煤耗分別下降1.36g/kwh，0.55g/kwh和0.07g/kwh?？梢姡∑麢C(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行易受入口蒸汽品質(zhì)的影響，機(jī)組負(fù)荷越高，小汽機(jī)做功能力則越低，經(jīng)濟(jì)性越差。另外，當(dāng)外供熱負(fù)荷發(fā)生變化時，也會對小汽機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行造成較大的影響。

2.4 方案選擇

三種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中，壓力匹配器技術(shù)在本項(xiàng)目中沒有合適的低壓蒸汽來源，不考慮采用；小汽輪機(jī)方案能源利用效率高，但運(yùn)行易受主蒸汽、熱負(fù)荷等外界因素波動影響，系統(tǒng)較為復(fù)雜，投資高，不推薦該方案。而減溫減壓器方案雖然產(chǎn)生了一定的節(jié)流損失，但從現(xiàn)階段熱負(fù)荷情況來看，最為經(jīng)濟(jì)合理，因此推薦技術(shù)方案一：采用在再熱冷段抽汽管道上加裝減溫減壓器。

3 結(jié)束語

通過對減溫減壓器技術(shù)、壓力匹配器以及背壓式小汽機(jī)等方案多方面的分析，以安徽華電六安電廠的660 MW純凝機(jī)組工業(yè)抽汽改造為例，采用減溫減壓器方案是目前最為經(jīng)濟(jì)合理的方案。因此，當(dāng)電廠抽汽參數(shù)與外界熱用戶需求蒸汽參數(shù)不匹配時，需要從機(jī)組情況，外界熱負(fù)荷規(guī)模及需求蒸汽參數(shù)等多方面進(jìn)行對比分析，選擇合適的減溫減壓技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李凱，張蕊.利用壓力匹配器研究聯(lián)合循環(huán)電站供熱方案[J].能源與節(jié)能，2014，（1）：64-66.

[2] 高新勇，王偉，孫科.工業(yè)供熱優(yōu)化改造的節(jié)能分析[J]. 能源與節(jié)能，2015，（11）：88-89.