李鵬飛+樊永紅

摘 要：火力發(fā)電廠的冷端損失一直是困擾研究人員的一大問題，而優(yōu)化冷端系統(tǒng)對提高凝汽器運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)電廠節(jié)能降耗起著十分重要的意義。汽輪機(jī)排汽損失對于低品位的采暖用熱而言則是很好的“寶貝”，乏汽供熱改造為這部分能量的利用提供了一種有效的方式，但改造后會對系統(tǒng)產(chǎn)生諸多影響。對此，著重闡述了乏汽供熱改造對空冷系統(tǒng)真空及防凍的影響。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；乏汽供熱；空冷系統(tǒng)；熱泵系統(tǒng)

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.074

侯馬熱電工程采用亞臨界直接空冷燃煤機(jī)組。工程建成后，將擔(dān)負(fù)著供電、供熱的雙重任務(wù)，是該地的主要熱源點(diǎn)。

本次乏汽余熱利用改造僅針對2號機(jī)組。熱網(wǎng)首站設(shè)計(jì)供熱面積1.1×107 m2，熱網(wǎng)首站配套5臺2 100 t/h的熱網(wǎng)循環(huán)水泵，近期的供熱面積僅需要7 222 t/h的熱網(wǎng)循環(huán)水量，運(yùn)行4臺熱網(wǎng)循環(huán)水泵即可滿足。此次改造在電廠內(nèi)設(shè)置4臺制熱量為75 MW的熱泵，采用常規(guī)溫差技術(shù)，回收2號機(jī)組200 t/h的乏汽余熱，回收乏汽總熱量為124 MW。

隨著侯馬市的發(fā)展，供熱面積達(dá)到9.0×106 m2時，電廠內(nèi)設(shè)置的熱泵可全部投入運(yùn)行并帶采暖基本負(fù)荷。如果熱泵全部投入運(yùn)行，電廠的對外供熱能力將由660 MW增加到784 MW，供熱面積可由1.0×107 m2增加至1.3×107 m2。

1 改造后空冷系統(tǒng)簡介

本供熱改造工程針對2號機(jī)組設(shè)置1臺余熱回收機(jī)組，布置在熱網(wǎng)站旁，回收汽輪機(jī)乏汽余熱用于冬季城市供熱，具體流程如圖1所示。汽輪機(jī)排汽進(jìn)入空冷系統(tǒng)前，在空冷系統(tǒng)主排汽管道上引接直徑為DN4000的管道，將蒸汽引至稱為余熱吸收熱泵系統(tǒng)的取熱器（凝汽器）中進(jìn)行冷凝，通過凝汽器冷側(cè)的溴化鋰將熱量帶走，蒸汽冷凝后形成的水回至排汽裝置下部的凝結(jié)水箱中。

冬季采暖季時，將DN4000的電動蒸汽隔離閥和DN250凝結(jié)水管道電動蝶閥打開，蒸汽通過DN4000管道進(jìn)入熱泵系統(tǒng)進(jìn)行冷凝供熱；夏季非采暖季時，關(guān)閉蒸汽隔離閥和凝結(jié)水管道閥門，隔絕余熱吸收熱泵系統(tǒng)，汽機(jī)排出的所有蒸汽由空冷系統(tǒng)冷卻。

2 乏汽供熱改造對原有機(jī)組運(yùn)行的影響

2.1 影響真空及措施

熱泵真空系統(tǒng)與主機(jī)抽真空系統(tǒng)相連，熱泵的安全運(yùn)行將直接影響到主機(jī)，主要原因?yàn)椋孩贌岜孟到y(tǒng)的嚴(yán)密性較差，投運(yùn)后可能會影響主機(jī)的真空，嚴(yán)重時造成主機(jī)凝結(jié)水溶氧大；②熱泵投運(yùn)抽真空及開啟乏汽進(jìn)汽總門過程中可能造成主機(jī)真空大幅下降；③熱泵蒸汽疏水系統(tǒng)存在一些雜質(zhì)，進(jìn)入主機(jī)系統(tǒng)后極易影響主機(jī)系統(tǒng)的汽水品質(zhì)，甚至造成給水泵和凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)堵塞，導(dǎo)致給水泵跳閘、凝泵不上水等事件的發(fā)生；④熱泵組蒸發(fā)器乏汽側(cè)的抽空氣影響空冷島抽空氣效果，造成空冷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，凝結(jié)水過冷度大，凝結(jié)水溶氧大；⑤由于熱泵布置在熱網(wǎng)站旁，距空冷豎直上升排汽管道開口處較遠(yuǎn)，使新增加的供熱管道比較長，會造成管道壓降比較大。

運(yùn)行中可采取的安全技術(shù)措施有：①熱泵乏汽凝結(jié)水臨時排水門保持關(guān)閉并加鎖；②#2機(jī)組背壓發(fā)生異常變化時，立即采取加開真空泵的方法暫時消除，必要時根據(jù)情況減負(fù)荷，同時匯報(bào)值長查找原因并解決；③運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組背壓上升較快，但本機(jī)真空系統(tǒng)無異常時，可聯(lián)系首站值班員停運(yùn)熱泵組，關(guān)閉#2乏汽供熱泵電動大門、熱泵抽真空電動門、抽真空電動旁路門、乏汽凝結(jié)水至空冷凝結(jié)水箱手動門，并通知首站值班員查找原因；④熱泵系統(tǒng)與主機(jī)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的操作必須得到值長同意后方可進(jìn)行；⑤操作時必須保持通訊暢通，操作過程中出現(xiàn)異常情況時，要立即匯報(bào)機(jī)組主值和值長，恢復(fù)原運(yùn)行方式并查找原因；⑥定期進(jìn)行機(jī)組真空系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)，如果嚴(yán)密性變化較大時，要及時對主機(jī)和熱泵真空系統(tǒng)進(jìn)行查漏。

2.2 空冷島供汽量減少及防寒防凍措施

在冬季供暖期，因目前供熱面積僅有4.0×106 m2，進(jìn)入空冷島其余乏汽可滿足其防寒防凍要求，可不考慮空冷平臺被凍情況。

從長遠(yuǎn)來看，侯馬市供熱面積可能會按照4.0×106 m2→7.0×106 m2→9.0×106 m2→1.3×107 m2這一順序變化，按照空冷機(jī)組的冬季額定供熱工況要求，需要滿足進(jìn)入空冷凝汽器的乏汽量為200.044 t/h（單臺機(jī)組）。當(dāng)供熱面積增加時，由于本工程排至熱泵的乏汽量約為200 t/h，熱泵投入運(yùn)行后進(jìn)入空冷凝汽器的乏汽量為0 t/h，空冷系統(tǒng)將面臨過冷危險(xiǎn)，需要在2號機(jī)組空冷系統(tǒng)第3，4，5列蒸汽分配管道前端各增設(shè)一個蒸汽隔離閥。

熱泵投運(yùn)后進(jìn)入空冷島的乏汽量必然減少，現(xiàn)階段供熱面積較小，不必關(guān)閉蒸汽隔離閥?？绽湎到y(tǒng)的防寒防凍措施有：①密切監(jiān)視各街區(qū)的溫度，嚴(yán)防其降至0 ℃以下；②控制空冷背壓不低于9 kPa；③如上述運(yùn)行措施達(dá)到控制值時，應(yīng)適當(dāng)啟動相應(yīng)街區(qū)的倒轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)或停止風(fēng)機(jī)。當(dāng)供熱面積增大，熱泵所需乏汽量增大，進(jìn)入空冷系統(tǒng)乏汽量減少時，應(yīng)做好空冷系統(tǒng)的防寒防凍措施。

〔編輯：王霞〕