王效柱，李祥苓，端木顏峰，王樹(shù)春，趙新普，姜受坤，李曙光

(1.華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠(chǎng)，山東 鄒城 273522;2.華電漯河發(fā)電有限公司，河南 漯河 462000)

1 機(jī)組概況

華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)鄒縣電廠(chǎng))是一座特大型坑口電站，裝機(jī)容量4 540 MW(4×335 MW+2×600 MW+2×1 000 MW)，其中，4×335 MW機(jī)組是上海汽輪機(jī)廠(chǎng)20世紀(jì)70年代設(shè)計(jì)生產(chǎn)的N300－165/550/550型亞臨界壓力、四缸四排汽、中間再熱、沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)，于1985—1989年建成投產(chǎn)，并在2001—2003年進(jìn)行了增容改造，機(jī)組改造后型號(hào)為N335－16.18/538/538型亞臨界壓力、四缸四排汽、中間再熱、沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組實(shí)際熱耗為7984 kJ/(kW·h)。鑒于國(guó)家節(jié)能減排及國(guó)計(jì)民生方面的需求，為改善當(dāng)?shù)爻鞘芯用竦纳顥l件，滿(mǎn)足鄒城市日益增大的采暖供熱需求，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性與企業(yè)效益，鄒縣電廠(chǎng)于2010年3月對(duì)一期2×335 MW純凝機(jī)組進(jìn)行了供熱改造。

2 供熱改造措施

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程主要內(nèi)容為:對(duì)#1，#2汽輪機(jī)本體進(jìn)行改造，廠(chǎng)區(qū)內(nèi)建設(shè)供熱首站，并通過(guò)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)新設(shè)的熱網(wǎng)管道與鄒城市熱力管網(wǎng)連接，主要滿(mǎn)足鄒城市采暖熱負(fù)荷。一期供熱改造包括#1和#2機(jī)組汽機(jī)本體、汽機(jī)供首站蒸汽管道及疏水管道改造。機(jī)組供熱蒸汽參數(shù)為0.35 MPa/232.1℃，供汽量為 600 ～700 t/h。#3，#4機(jī)組改造納入二期供熱改造，首站本期按2臺(tái)機(jī)組改造并留有擴(kuò)建余地。

2.1 主機(jī)改造

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程供熱抽汽從中壓缸至低壓缸導(dǎo)汽管上接出至熱網(wǎng)首站，蒸汽參數(shù)為0.35 MPa/231.5℃，2臺(tái)機(jī)組最大抽汽量約700 t/h。中壓缸至低壓缸導(dǎo)汽管上裝有調(diào)節(jié)閥以調(diào)整抽汽壓力和流量，供熱抽汽管道上依次裝有電動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)止回閥、快關(guān)閥、安全閥以及電動(dòng)關(guān)斷閥。

汽輪機(jī)中、低壓聯(lián)通管水平管段上加裝抽汽壓力調(diào)控碟閥(下部加裝彈性支撐)實(shí)現(xiàn)調(diào)整抽汽供熱，改造為熱、電聯(lián)供機(jī)組，改造后供熱工況下單臺(tái)機(jī)額定抽汽量為325 t/h(聯(lián)通管道公稱(chēng)直徑為DN 1320 mm(閥門(mén)和三通處考慮補(bǔ)強(qiáng))，位于聯(lián)通管上的供熱調(diào)節(jié)蝶閥為DN 1300，供熱安全閥為DN 500/600，聯(lián)通管以外的抽汽快關(guān)閥、抽汽氣動(dòng)逆止閥和電動(dòng)隔斷閥均為DN 1400)。為方便安裝和檢修，聯(lián)通管上設(shè)置了必要的連接法蘭。聯(lián)通管上的抽汽壓力調(diào)控碟閥投入采暖抽汽壓力閉環(huán)控制，控制供熱壓力。供熱抽汽投入流程設(shè)置為:在滿(mǎn)足條件后，點(diǎn)擊供熱抽汽投入按鈕，供熱抽汽處于手動(dòng)開(kāi)環(huán)方式，點(diǎn)擊供熱增按鈕，關(guān)小供熱抽汽蝶閥，使機(jī)側(cè)的供熱抽汽壓力逐漸升高;當(dāng)汽機(jī)側(cè)的供熱抽汽壓力到達(dá)抽汽止回閥打開(kāi)壓力時(shí)，抽汽止回閥開(kāi)啟，對(duì)外供暖;此后，操作供熱增、減按鈕，控制抽汽量。如需投入供熱抽汽壓力反饋，則點(diǎn)擊供熱自動(dòng)/手動(dòng)按鈕投入自動(dòng)，此時(shí)可設(shè)定抽汽壓力目標(biāo)值，自動(dòng)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。在液壓件故障失電、失信號(hào)狀態(tài)下，抽汽壓力調(diào)控碟閥具有保位功能。

2.2 熱網(wǎng)首站設(shè)計(jì)

2.2.1 熱網(wǎng)首站熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造對(duì)外供熱介質(zhì)采用熱水，供水溫度為130℃，回水溫度為60℃，循環(huán)水量為6 600 t/h。熱網(wǎng)首站共設(shè)3臺(tái)熱網(wǎng)加熱器，不設(shè)備用加熱器，2臺(tái)熱網(wǎng)加熱器運(yùn)行時(shí)可滿(mǎn)足66%以上的供熱負(fù)荷;4臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)水泵中，3臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用;設(shè)置1個(gè)凝結(jié)水回收水箱，3臺(tái)疏水泵中，2臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。為使熱網(wǎng)循環(huán)水泵在各種工況下均能達(dá)到滿(mǎn)出力，節(jié)約廠(chǎng)用電，采用變頻調(diào)節(jié)裝置。供水母管上裝有流量測(cè)量裝置，用于監(jiān)測(cè)送往熱網(wǎng)二級(jí)站的熱水流量。在回水母管入口裝有電動(dòng)自動(dòng)排污過(guò)濾器，定期去除熱網(wǎng)回水中的雜質(zhì)。為監(jiān)測(cè)回水流量，裝有回水流量的測(cè)量裝置。與外網(wǎng)的設(shè)計(jì)分界在廠(chǎng)區(qū)圍墻外1m處，外網(wǎng)所需熱網(wǎng)供水壓力為1.80～1.85 MPa，熱網(wǎng)回水壓力為0.35 ～0.40 MPa，回水定壓為0.40 MPa。

根據(jù)CJJ 34—2002《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，熱網(wǎng)補(bǔ)充水源有2路。正常補(bǔ)水是將化學(xué)除鹽水進(jìn)入大氣式除氧器除氧后，經(jīng)熱網(wǎng)補(bǔ)水泵補(bǔ)入熱網(wǎng)循環(huán)水回水管道，最大補(bǔ)水量為熱網(wǎng)循環(huán)水的2%。共設(shè)1臺(tái)大氣式除氧器，2臺(tái)補(bǔ)水泵，其中1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用;事故補(bǔ)水為工業(yè)水，最大補(bǔ)水量為熱網(wǎng)循環(huán)水量的4%。利用熱網(wǎng)補(bǔ)充水泵作為系統(tǒng)靜態(tài)定壓泵。

3臺(tái)熱網(wǎng)加熱器分期建設(shè)，根據(jù)該工程分期建設(shè)的具體情況，3臺(tái)熱網(wǎng)加熱器配套設(shè)置4臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)水泵。

供熱回水溫度為60℃，熱網(wǎng)回水經(jīng)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器，經(jīng)加熱器升溫后(130℃)的高溫?zé)崴M(jìn)入供熱水母管。供水母管上裝有流量測(cè)量裝置，用于監(jiān)測(cè)送往熱網(wǎng)二級(jí)站的熱水流量。

熱網(wǎng)加熱器疏水至疏水箱，疏水箱汽側(cè)與蒸汽管道連通，可擴(kuò)大熱網(wǎng)加熱器水側(cè)容積，有利于熱網(wǎng)加熱器水位的控制。疏水至汽輪機(jī)#3低壓加熱器入口，進(jìn)入機(jī)組熱力系統(tǒng)。

2.2.2 熱網(wǎng)首站電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.2.1 電氣部分

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程在熱網(wǎng)首站內(nèi)設(shè)2段6 kV段，為熱網(wǎng)首站的高壓負(fù)荷提供電源，2段之間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。熱網(wǎng)首站6 kV段的進(jìn)線(xiàn)電源分別由#1與#2機(jī)組的主廠(chǎng)房6 kV段提供。熱網(wǎng)首站內(nèi)就地設(shè)電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)段為熱網(wǎng)首站的低壓負(fù)荷提供電源，MCC進(jìn)線(xiàn)電源由#1與#2機(jī)脫硫動(dòng)力中心(PC)段提供。熱網(wǎng)首站內(nèi)設(shè)直流分屏，為6 kV段提供控制電源，直流分屏電源由一期脫硫島內(nèi)直流屏提供。

2.2.2.2 電氣控制與保護(hù)

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程熱網(wǎng)首站內(nèi)的電氣系統(tǒng)全部納入熱網(wǎng)首站分散控制系統(tǒng)(DCS)。所有6 kV進(jìn)線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)和饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)均由DCS控制和監(jiān)視，變頻器的啟、停和頻率控制也由熱網(wǎng)首站DCS實(shí)現(xiàn)。6 kV高壓電動(dòng)機(jī)采用微機(jī)式綜合保護(hù)裝置，放置于6kV開(kāi)關(guān)柜;380V廠(chǎng)用系統(tǒng)及電動(dòng)機(jī)由空氣開(kāi)關(guān)脫扣器及熔斷器實(shí)現(xiàn)保護(hù)。變頻器的過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)及接地故障由變頻器自身的保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)

2.2.2.3 照明、檢修、通信、接地

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程熱網(wǎng)首站內(nèi)設(shè)置正常照明系統(tǒng)和緊急疏散事故照明系統(tǒng)。正常、事故照明網(wǎng)絡(luò)電壓為380，220 V;照明箱電源由熱網(wǎng)首站內(nèi)MCC段提供;疏散照明由自帶蓄電池的燈具實(shí)現(xiàn)。熱網(wǎng)首站內(nèi)設(shè)置檢修箱，檢修箱電源由首站MCC段提供，熱網(wǎng)首站內(nèi)設(shè)置生產(chǎn)管理電話(huà)和生產(chǎn)調(diào)度電話(huà)，由附近的通信接線(xiàn)箱引接。熱網(wǎng)首站內(nèi)設(shè)接地網(wǎng)，首站內(nèi)電氣設(shè)備應(yīng)與接地網(wǎng)連接。熱網(wǎng)首站接地網(wǎng)與廠(chǎng)區(qū)主接地網(wǎng)多點(diǎn)相接。

2.2.2.4 電纜設(shè)施

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程熱網(wǎng)首站6 kV電力電纜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套三芯電力電纜，型號(hào)為ZRC－YJY22－6/6 kV。控制電纜選用ZRC －kVV22－0.45/0.75kV 或ZRC－kVVP22－0.45/0.75 kV 型聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套控制(屏蔽)電纜。

2.2.3 熱網(wǎng)首站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程熱網(wǎng)首站監(jiān)控采用以DCS為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)就地?zé)o人值守，設(shè)置閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，納入全廠(chǎng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。在就地人員的巡回檢查和配合下，最終實(shí)現(xiàn)以L(fǎng)CD/鍵盤(pán)為中心的集中監(jiān)視和控制，在值班人員少量干預(yù)下自動(dòng)完成熱網(wǎng)首站的啟動(dòng)/停止、正常運(yùn)行的監(jiān)視控制和異常工況處理。為保證系統(tǒng)調(diào)試、啟動(dòng)初期以及生產(chǎn)巡檢時(shí)運(yùn)行操作，熱網(wǎng)首站系統(tǒng)在就地控制室設(shè)有監(jiān)控上位機(jī)，以方便就地巡回檢查并最終實(shí)現(xiàn)在機(jī)組DCS上進(jìn)行監(jiān)控。

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組供熱改造工程根據(jù)工藝系統(tǒng)規(guī)劃布置方案，熱網(wǎng)首站擬采用就地控制站，設(shè)置1對(duì)控制器并設(shè)置2個(gè)操作員站及1個(gè)工程師站作為臨時(shí)值班點(diǎn)，分別通信至主廠(chǎng)房#1，#2機(jī)組DCS。熱網(wǎng)首站DCS留有與廠(chǎng)外熱網(wǎng)二級(jí)站的通信接口。

熱網(wǎng)首站DCS控制系統(tǒng)將為廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)提供符合要求的軟、硬件接口，采用專(zhuān)用、可靠的安全隔離設(shè)施，使得能在上級(jí)網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)視熱網(wǎng)首站的所有測(cè)點(diǎn)。

3 改造后的效益分析

3.1 環(huán)保效益

鄒縣電廠(chǎng)2×335MW純凝機(jī)組供熱改造工程完成后，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤25.5萬(wàn)t，直接減少二氧化碳排放5.87萬(wàn)t、二氧化硫排放7650 t、粉塵排放1592 t，減少灰渣排放11.8萬(wàn)t、廢水排放50萬(wàn)t，具有顯著的環(huán)保效益及社會(huì)效益，節(jié)能減排成效顯著。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

鄒縣電廠(chǎng)335 MW純凝發(fā)電機(jī)組供熱改造前熱耗是7984 kJ/(kW·h)，通過(guò)改造，在供熱流量325 t/h的工況下機(jī)組熱耗可達(dá)6767kJ/(kW·h)，在最大供熱工況下機(jī)組熱耗可達(dá)6 690 kJ/(kW·h);機(jī)組改造前發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為309.04 g/(kW·h)，機(jī)組改造后供熱期間發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為271.76 g/(kW·h)，同期下降37.28g/(kW·h);機(jī)組全年平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為295.01g/(kW·h)，同期下降14.03g/(kW·h)。機(jī)組經(jīng)濟(jì)性得到極大提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

鄒縣電廠(chǎng)2×335 MW純凝機(jī)組改造為同型機(jī)組供熱改造在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上提供了支撐，在不影響機(jī)組可靠性的前提下，直接抽取一定數(shù)量的機(jī)組中壓排汽作為居民取暖或制冷用汽的改造模式，為600 MW及以上等級(jí)機(jī)組的供熱設(shè)計(jì)和改造提供了依據(jù)，為我國(guó)節(jié)能減排工作提供了更廣闊的決策平臺(tái)。