【摘要】作者介紹了二臺(tái)機(jī)組低加熱力系統(tǒng)改造的3個(gè)案例，改造思路獨(dú)特，改造非常成功。

【關(guān)鍵詞】電廠；低加；熱效率

引言

低加能否正常投運(yùn)，明顯影響電廠機(jī)組熱效率。余熱余能機(jī)組的發(fā)電功率小，所以制造商和設(shè)計(jì)單位時(shí)常粗疏設(shè)計(jì)和制造，導(dǎo)致熱力系統(tǒng)不能全面投運(yùn)，用戶有時(shí)需要技改。以下3個(gè)案例，案例1的第一作者是實(shí)施負(fù)責(zé)人，案例2和3中作者是主要參與者。

1、改造案例

1.1案例1：使用節(jié)能設(shè)備行業(yè)的蒸汽冷凝水回收技術(shù)

一臺(tái)50MW抽凝機(jī)組，低加疏水系統(tǒng)原設(shè)計(jì)如下，設(shè)計(jì)完全按制造商圖紙：

無(wú)法投運(yùn)的原因：3臺(tái)低加疏水逐級(jí)自流，全部進(jìn)入凝汽器熱井，溫度約50℃，稍高于熱井溫度，進(jìn)入熱井之后部分汽化，真空略下降，蒸汽上升時(shí)，阻滯凝結(jié)水的下降，導(dǎo)致機(jī)組無(wú)法帶滿負(fù)荷，將熱井頂部的鋼板全部割除后，情況稍有改善，因此被迫長(zhǎng)期停運(yùn)#1和#2低加，僅#3低加投運(yùn)。

用戶都是挖坑加裝疏水泵，但制造商的設(shè)備資料卻一直未改，用戶事先調(diào)研疏忽了。為防泵入口汽化，坑深應(yīng)達(dá)一米以上，但本項(xiàng)目汽機(jī)零米密布電纜溝、管溝和供熱管道閥門，無(wú)法找到足夠大的空間。

在同行中調(diào)研無(wú)法找到解決方法，無(wú)計(jì)可施時(shí)，想到了網(wǎng)絡(luò)，努力搜索二個(gè)月之后，發(fā)現(xiàn)節(jié)能設(shè)備行業(yè)的蒸汽冷凝水回收技術(shù)，可能適合。接觸了數(shù)家單位后，其中一家設(shè)計(jì)的一種解決方案，疏水噴射增壓能力強(qiáng)，無(wú)須挖坑，結(jié)構(gòu)精巧能塞入狹小空間，熱力系統(tǒng)示意圖如下：

施工完成后，首次啟動(dòng)即獲成功，已成功運(yùn)行8年。進(jìn)入除氧器的凝結(jié)水溫度顯著提高，給水溶解氧明顯好轉(zhuǎn)，機(jī)組熱效率明顯提高。

運(yùn)行數(shù)年發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題：泵葉輪汽蝕較快，每隔數(shù)年換新。

方案的關(guān)鍵，在泵的入口加裝噴射增壓回路，將泵出口的部分高壓水流引回作為噴射工作流，引射泵入口的低加疏水。兩股溫度相近、壓力不同的流體混合后，進(jìn)入疏水泵的高溫疏水獲得一定的動(dòng)壓，克服汽蝕現(xiàn)象，在僅1m正壓頭的情況下，正常運(yùn)行。在增壓回路上布置了自力式壓力調(diào)節(jié)閥、節(jié)流孔板、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥和壓力表等，初次運(yùn)行時(shí)調(diào)準(zhǔn)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，#2低加水位信號(hào)輸入變頻器自控一臺(tái)泵，另一工頻泵備用，變頻泵跳閘時(shí)，自動(dòng)切換工頻泵運(yùn)行。20～60MW變工況運(yùn)行時(shí)，水位始終正常。

設(shè)備和有關(guān)參數(shù)：#2低加疏水出口壓力-0.019～0.133MPa，溫度93～150℃，飽和水，流量7～20t/h，#1低加出水閥后的凝結(jié)水壓力1.15～1.25MPa。泵額定流量20t/h（已考慮到防汽蝕裝置需要的流量），最高揚(yáng)程150m，最高防汽蝕運(yùn)行溫度150℃，電機(jī)功率18.5kW，選用立式不銹鋼多級(jí)泵。

1.2案例2：2臺(tái)低加疏水泵串聯(lián)布置

一臺(tái)135MW余能純凝機(jī)組，制造商原因的凝泵揚(yáng)程偏高、低加疏水泵揚(yáng)程偏低，設(shè)計(jì)單位的凝泵規(guī)范書揚(yáng)程計(jì)算也偏高，導(dǎo)致疏水泵出口的疏水無(wú)法進(jìn)入凝結(jié)水管，約80℃的低加疏水直排冷凝器熱井，而熱井的正常溫度低于40℃，引起真空下降約100Pa。

疏水泵制造商在水泵入口側(cè)加裝誘導(dǎo)輪之后，揚(yáng)程提高10m，但仍無(wú)法滿足正常運(yùn)行的要求。

2臺(tái)疏水泵原設(shè)計(jì)為并聯(lián)布置，施工已完成，決定改為串聯(lián)布置，使泵出口壓力高于凝結(jié)水母管壓力。在B泵的出口與A泵入口之間，加接一根直徑為100mm的連通管，增加一只隔離閥。A泵工頻運(yùn)行，B泵變頻運(yùn)行，#6低加水位信號(hào)接入變頻器自控，疏水泵出口母管的調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，偶然情況下輔助節(jié)流控制（當(dāng)機(jī)組負(fù)荷很低，疏水流量大降，變頻器降至控制低限20Hz時(shí)）。改造后的運(yùn)行非常成功，30～140MW變工況運(yùn)行時(shí)，水位始終正常。

疏水流向：#6低加汽側(cè)→變頻B泵→連通管→工頻A泵→調(diào)節(jié)閥 →凝結(jié)水母管，B泵出口閥、A泵進(jìn)口閥和入口抽空氣閥必須常關(guān)。

B泵為前置泵，變頻控制，以降低A泵入口側(cè)的壓力，避免過(guò)壓漏水損壞。調(diào)試時(shí)，暫時(shí)脫開(kāi)B泵聯(lián)軸器，完成聯(lián)調(diào)后，恢復(fù)聯(lián)軸器再調(diào)試。以下是改造后的熱力系統(tǒng)圖，虛線為新增加的用于串聯(lián)運(yùn)行的連通管。

1.3案例3：除氧器水位調(diào)節(jié)閥前移

案例2的技改成功后，運(yùn)行約1年，工作正常，缺點(diǎn)是雙泵投運(yùn)，無(wú)備泵，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有影響，啟停操作也復(fù)雜。經(jīng)過(guò)分析思考，實(shí)施了獨(dú)創(chuàng)性的改造：將除氧器水位調(diào)節(jié)閥從除氧層移至#6低加進(jìn)水閥前，使#6低加出水閥后的壓力降至0.8MPa左右，疏水泵恢復(fù)并聯(lián)運(yùn)行方式，一備一用，變頻泵運(yùn)行，工頻泵備用，調(diào)閥移位前后的熱力系統(tǒng)圖如下：

經(jīng)過(guò)以上方式改造，機(jī)組甩負(fù)荷事故時(shí)，#5和#6低加水側(cè)及凝結(jié)水管的凝結(jié)水將參與除氧器水箱存水的汽化過(guò)程，使汽化過(guò)程延長(zhǎng)，但由于本機(jī)抽汽至除氧器管道的防汽水倒流措施完善（1只氣控快關(guān)逆止閥+1只液控快關(guān)閥），不會(huì)增加機(jī)組超速的危險(xiǎn)性。

因除氧器水位調(diào)節(jié)閥前移，自控發(fā)生滯后現(xiàn)象，熱控重新調(diào)試后，問(wèn)題也被解決。

1.4效益估算

1.4.1案例1

1.4.1.1有關(guān)參數(shù)按額定抽汽供熱工況：

位 置壓力 MPa溫度℃流量 t/h熱焓 kJ/kg備 注

#1低加進(jìn)汽0.1850140.61.552751

#2低加進(jìn)汽0.087696.14.882669

排 汽0.004932.5 2560近似按飽和

蒸汽

1.4.1.2#1#2低加未投時(shí)，原用于低加的蒸汽，能多發(fā)電：

[1.55×（2751-2560）+4.88×（2669-2560）]×90%/3.6=207kW

（注：汽機(jī)內(nèi)效率按90%計(jì)算）

1.4.1.3#1#2低加投運(yùn)后，回收熱量：

（1.55×2751+4.88×2669）/3.6=4802kW

1.4.1.4疏水泵電耗

按額定容量計(jì)算：18.5kW

1.4.1.5凈效益計(jì)算

4802-207-18.5=4576kW

折算為全年供電量?jī)粼觯?576×7500=34320000kW·h

折算為全年標(biāo)煤節(jié)?。?4320000×3600÷7000÷4.187÷1000÷50%=8430噸標(biāo)煤

（注：50%為供熱機(jī)組全廠熱效率，年運(yùn)行時(shí)間按7500h）

因熱網(wǎng)變工況運(yùn)行，低加抽汽位于熱網(wǎng)抽汽后面，熱網(wǎng)流量減少時(shí)，低加進(jìn)汽壓力升高，疏水流量常達(dá)到10～15t/h，所以實(shí)際節(jié)煤量超過(guò)上述數(shù)據(jù)。

1.4.2案例2

1.4.2.1 130MW時(shí)的數(shù)據(jù)：

變頻泵32A、23Hz

工頻泵40A

凝泵由19.3A降到18.2A

疏水溫度83.0℃

熱井凝結(jié)水溫度32.4℃

疏水流量39t/h

1.4.2.2電量估算

工頻泵：P=1.732×40×380×0.85÷1000=22.4kW

變頻泵：P=1.732×32×190×0.85÷1000=9.0kW

（注：變頻電機(jī)23Hz的電壓按190V計(jì)算）

疏水泵合計(jì)電耗：22.4+9.0=31.4kW

凝泵因流量減少而節(jié)電：

P=1.732×1.1×10000×0.85÷1000=16.2kW·h

真空提高100Pa，多發(fā)電：130000×0.114%=148kW

外供電量增加：148-31.4+16.2=133kW

全年凈增外供電量：133×7500=997500kW·h

（按全年運(yùn)行小時(shí)7500h計(jì)算）

1.4.2.3回收熱量：39×1000×（83.0-32.4）=1973400kcal/h

折算為全年電量：1973400×4.187×5000×37%÷3600=4246072kW·h

（注：37%為全廠熱效率，按130MW折算的實(shí)際年運(yùn)行時(shí)間約5000h）

1.4.2.4凈效益計(jì)算：

折算為全年供電量?jī)粼觯?246072+997500=5243572kW·h

折算為全年標(biāo)煤節(jié)?。?243572×3600÷7000÷4.187÷1000÷37%=1741噸標(biāo)煤

1.4.3案例3

1.4.3.1 130MW時(shí)的數(shù)據(jù)：

變頻泵53A、42Hz

工頻泵備用

凝泵由19.3A降到18.2A

疏水溫度83.0℃

熱井凝結(jié)水溫度32.4℃

疏水流量39t/h

1.4.3.2電量估算：

變頻泵：P=1.732×53×380×0.85÷1000=29.7kW

（注：變頻電機(jī)53Hz的電壓按380V計(jì)算）

凝泵因流量減少而節(jié)電：

P=1.732×1.1×10000×0.85÷1000=16.2kW

真空提高100Pa，多發(fā)電：130000×0.114%=148kW

外供電量增加：148-29.7+16.2=134kW

全年凈增外供電量：134×7500=1005000kW·h

（按全年運(yùn)行小時(shí)7500h計(jì)算）

1.4.3.3 回收熱量：39×1000×（83.0-32.4）=1973400kcal/h

折算為全年電量：1973400×4.187×5000×37%÷3600=4246072kW·h

（注：37%為全廠熱效率，按130MW折算的實(shí)際年運(yùn)行小時(shí)約5000h）

1.4.3.4凈效益計(jì)算：

折算為全年供電量?jī)粼觯?246072+1005000=5251072kW·h

折算為全年標(biāo)煤節(jié)?。?251072×3600÷7000÷4.187÷1000÷37%=1743噸標(biāo)煤

2、結(jié)論

中小型余熱余能機(jī)組，不是制造業(yè)和設(shè)計(jì)行業(yè)的主要業(yè)務(wù)，導(dǎo)致粗疏現(xiàn)象較多，用戶應(yīng)盡量做足做細(xì)調(diào)研工作，在初設(shè)審查、施工圖審查和設(shè)備技術(shù)規(guī)范書審查階段解決問(wèn)題。本文介紹的低加疏水問(wèn)題解決方式，屬于投產(chǎn)后的補(bǔ)救方式，具有獨(dú)創(chuàng)性，效益顯著。