供中壓蒸汽節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施與成效分析

鈕惠祥

（盛虹集團(tuán)有限公司熱電分廠，江蘇 蘇州 215228）

國家一直提倡節(jié)能環(huán)保，隨著熱電廠供汽量的增加和穩(wěn)定，采用背壓式汽輪機(jī)供應(yīng)中壓蒸汽為印染企業(yè)的定型機(jī)供熱已成多數(shù)企業(yè)的選擇，這種供汽模式與直接采用減溫減壓器供應(yīng)中壓蒸汽的模式相比不僅成本明顯降低，而且更加節(jié)能環(huán)保，提高企業(yè)的效益。

某公司熱電分廠承擔(dān)著周邊印染企業(yè)的集中供熱，隨著國家節(jié)能減排政策的積極推進(jìn)，印染廠小型的燃煤導(dǎo)熱油鍋爐必須停運(yùn)。2015 年開始，周邊的印染企業(yè)把定型機(jī)熱媒由導(dǎo)熱油加熱改造成用中壓蒸汽加熱。為了滿足周邊企業(yè)定型機(jī)改造的要求，熱電廠于2015 年建設(shè)了4 臺減溫減壓器供中壓蒸汽。隨著印染企業(yè)定型機(jī)用汽量的增加，2018 熱電廠供中壓蒸汽達(dá)到了50t/h。減溫減壓器供應(yīng)中壓蒸汽，是把高品位的高壓蒸汽直接變成低品位的中壓蒸汽，能量浪費(fèi)大。為了積極響應(yīng)國家節(jié)能減排的大政方針，某集團(tuán)有限公司通過同行業(yè)的供中壓蒸汽的改造情況的考察，通過多方論證，2018 年決定建設(shè)1 臺1.5MW 的背壓機(jī)替代現(xiàn)有4 臺減溫減壓器供應(yīng)的中壓蒸汽，將高品質(zhì)的蒸汽轉(zhuǎn)化為電能，而且降低了運(yùn)行成本。

1 項(xiàng)目內(nèi)容

1.1 熱負(fù)荷現(xiàn)況

國家“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案提出“十三五”期間節(jié)能減排的主要目標(biāo)和重點(diǎn)工作，把降低能源強(qiáng)度、減少主要污染排放總量、合理控制能源消費(fèi)總量的工作有機(jī)結(jié)合起來，國家發(fā)展和改革委員會關(guān)于“印染行業(yè)準(zhǔn)入條件”的要求實(shí)施，進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保，促進(jìn)企業(yè)又快又好發(fā)展，減輕輕紡印染行業(yè)污染對生態(tài)環(huán)境的壓力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。根據(jù)當(dāng)?shù)貐^(qū)域環(huán)境容量，適度控制印染產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模，促進(jìn)印染行業(yè)從規(guī)模經(jīng)濟(jì)向效益經(jīng)濟(jì)過渡。加大印染設(shè)備技術(shù)改造力度，加強(qiáng)新工藝、新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。推行清潔生產(chǎn)，淘汰陳舊落后、能耗高、性能差的生產(chǎn)設(shè)備，用高新技術(shù)提升印染行業(yè)。鼓勵企業(yè)采用清潔高效的新技術(shù)，提高能資源利用效率；開展資源綜合利用，采用低廢，無廢工藝，建設(shè)高效的設(shè)備和完善的管理制度，從源頭削減污染物產(chǎn)生量。

某集團(tuán)有限公司根據(jù)集團(tuán)內(nèi)部印染廠定型機(jī)加熱的特點(diǎn)，積極創(chuàng)新采用更加節(jié)能環(huán)保的加熱模式。印染企業(yè)的定型機(jī)的加熱溫度在170 ～220℃左右，原來定型機(jī)均采用燃煤鏈條式導(dǎo)熱油鍋爐加熱的方式，鍋爐效率在55%～60%，容量小、效率低，煙氣處理系統(tǒng)簡陋，無法達(dá)到國家節(jié)能減排技術(shù)指標(biāo)要求。集團(tuán)內(nèi)印染企業(yè)積極改造定型機(jī)，采用中壓蒸汽作為熱源，由熱電廠供應(yīng)熱源，已經(jīng)取得成功。2015 年，某集團(tuán)有限公司熱電分廠建設(shè)4 臺減溫減壓器為周邊印染企業(yè)的定型機(jī)供應(yīng)中壓蒸汽，替代現(xiàn)有的小型導(dǎo)熱油鍋爐。

雖然熱電廠用減溫加壓器供應(yīng)中壓蒸汽，替代了小型導(dǎo)熱油鍋爐，減少了污染排放，更加環(huán)保，但高品質(zhì)的蒸汽直接降低為低品質(zhì)的蒸汽，經(jīng)多方論證，用背壓式汽輪機(jī)代替減溫減壓器供應(yīng)中壓蒸汽，進(jìn)一步提高能源的利用率。

1.2 供中壓蒸汽汽輪機(jī)改造的內(nèi)容

1.2.1 機(jī)組的選型

原來的中壓蒸汽由4 臺減溫減壓器將高品質(zhì)的高溫高壓蒸汽減溫減壓至低品質(zhì)的中壓蒸汽。定型機(jī)中壓蒸汽用量少時，由減溫減壓器供應(yīng)是合適的，隨著中壓蒸汽用汽量的增加，用汽量趨于穩(wěn)定（中壓蒸汽量：最大55t/h(50.6)，平均50(46.6)t/h, 最小45(41.4)t/h），此時，仍然使用減溫減壓器供應(yīng)就會造成大量能量的浪費(fèi)，改造現(xiàn)有的中壓蒸汽的供應(yīng)模式時必須的。背壓汽輪機(jī)正好滿足將次高溫次高壓蒸汽轉(zhuǎn)換為中溫中壓蒸汽的要求，同時將能量回收轉(zhuǎn)換為電能，提高了整體能源的利用率。

背壓式汽輪機(jī)除利用蒸汽發(fā)電外，排汽全部利用供應(yīng)中壓蒸汽。背壓式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電功率由中壓蒸汽量荷決定，用于熱負(fù)荷穩(wěn)定的場合，本項(xiàng)供應(yīng)中壓蒸汽量穩(wěn)定，滿足了背壓式汽輪機(jī)的特點(diǎn)。某集團(tuán)熱電分廠現(xiàn)有鍋爐為次高壓次高溫，鍋爐蒸汽參數(shù)為：壓力5.30MPa，溫度485℃。本項(xiàng)目選擇1 臺與現(xiàn)有熱電廠機(jī)組主蒸汽壓力參數(shù)一致的1.5MW 背壓發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)輸出10kV 電力送至現(xiàn)有的供電系統(tǒng)。

1.2.2 主要設(shè)備

（1）背壓式汽輪機(jī)

型號：B1.5-4.9/3.0；汽輪機(jī)額定功率：1.5MW；額定進(jìn)汽壓力/溫度：4.9MPa/470℃；額定排汽壓力/溫度：3.0MPa/405℃；額定進(jìn)汽量：50.1t/h；數(shù)量：1 臺。

（2）發(fā)電機(jī)

型 號：QF-J1.5-2 型； 額 定 功 率：1.5MW； 電 壓：10.5kV；轉(zhuǎn)數(shù)：3000r/min；數(shù)量：1 臺。

1.2.3 系統(tǒng)的主要組成

本工程建設(shè)1 套1.5MW 次高溫次高壓背壓機(jī)組，為加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、靈活性、可靠性，根據(jù)相關(guān)規(guī)程的要求和工程的布置特點(diǎn)，本工程熱力系統(tǒng)的管道與現(xiàn)有機(jī)組采用母管制，系統(tǒng)主要由主蒸汽系統(tǒng)、中壓蒸汽排汽系統(tǒng)疏水系統(tǒng)、油系統(tǒng)組成。

1.2.4 改造汽輪機(jī)的布置

本工程原主廠房采用三列式布置，即汽機(jī)房-除氧煤倉間-鍋爐房。本次改造汽輪機(jī)布置在原來4#汽輪機(jī)側(cè)的空余空間。汽輪機(jī)組為小島式橫向布置。運(yùn)轉(zhuǎn)層布置汽輪機(jī)組。汽機(jī)房底層布置油站等設(shè)備。機(jī)房原有起重機(jī)1 臺，以便機(jī)組的安裝、檢修等。

改造汽輪機(jī)進(jìn)口蒸汽接自于熱電廠現(xiàn)有的主蒸汽母管，汽輪機(jī)排汽至原減溫減壓器對外供熱母管。

2 項(xiàng)目方案分析

2.1 改造方案安全性分析

本改造新建1 臺B1.5-4.9/3.0 背壓式汽輪機(jī)機(jī)組，不僅供應(yīng)中壓蒸汽，同時可以提供電負(fù)荷，可謂一舉兩得，節(jié)能又環(huán)保。通過改造用背壓式汽輪機(jī)的排汽供應(yīng)中壓蒸汽，同時將減溫減壓器作為備用設(shè)備，更能保證中壓蒸汽穩(wěn)定安全運(yùn)行。平時背壓式汽輪機(jī)全負(fù)荷運(yùn)行，事故時有減溫減壓器供應(yīng)，系統(tǒng)能夠高效安全可靠地運(yùn)行。

2.1.1 節(jié)能效益和環(huán)境影響

通過改造采用背壓式汽輪機(jī)供應(yīng)中壓蒸汽，實(shí)現(xiàn)了能源梯級利用。將高品位的蒸汽先用于發(fā)電，最后低品位的熱量再用于供熱，代替直接將高品位的蒸汽浪費(fèi)的減溫減壓器，能源利用更充分、更環(huán)保。

改造前供熱標(biāo)煤耗41.6kg/GJ，耗標(biāo)煤量6.065t/h；改造后用背壓式汽輪機(jī)供應(yīng)中壓蒸汽耗標(biāo)煤量6.55t/h，供熱標(biāo)煤耗39.1kg/GJ,供電標(biāo)煤耗626g/KWH。改造前與改造后總的理論耗標(biāo)煤量相差0.16t/h，但是改造后可比改造前外供1051kW 的電力負(fù)荷，按照江蘇省平均供電標(biāo)煤耗322g/kwh，年運(yùn)行7200h 計算，每年可節(jié)約標(biāo)煤2437t/h 標(biāo)煤，每年可減排二氧化硫約27.9t 左右，二氧化碳約3683t 左右，粉塵約3.97t 左右。通過新建一臺背壓式汽輪機(jī)機(jī)組的改造，不僅節(jié)能效益顯著，而且具有良好的環(huán)境效益，為吳江的環(huán)境建設(shè)起到了積極的作用。

2.1.2 供熱經(jīng)濟(jì)性和投資效益分析

在用減溫減壓器供應(yīng)中壓蒸汽運(yùn)行工況下，只是改變了蒸汽的品質(zhì)。而改造后采用背壓式汽輪機(jī)機(jī)組，充分利用了蒸汽品質(zhì)的差別性，提高了能源的利用率，額外增加了電負(fù)荷。雖然前期投資較大，項(xiàng)目投入運(yùn)行后，很快就可以全部實(shí)現(xiàn)投資回收。如果電價按照0.58 元/kwh，標(biāo)煤煤價格1000 元/t，每年可增加收入324 萬元。可見，通過改造采用背壓式汽輪機(jī)供應(yīng)中壓蒸汽，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

以上分析是結(jié)合工程實(shí)際情況，本著節(jié)能環(huán)保的原則，雖然裝機(jī)容量小，但是改造后具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效果，該背壓式汽輪機(jī)機(jī)組對外1051kW 的電力負(fù)荷，節(jié)約能源，符合國家節(jié)能減排的政策方針，該項(xiàng)目于2019 年4 月15 日運(yùn)行，從運(yùn)行結(jié)果來看，與預(yù)測的結(jié)果基本相同，該項(xiàng)目的實(shí)施及投運(yùn)為保護(hù)蘇州的藍(lán)天起到了積極作用。