劉博

國家能源集團(tuán)國電吉林江南熱電有限公司 吉林吉林 132000

城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷加快的背景下，生產(chǎn)和生活用熱用冷問題越來越嚴(yán)峻，存在熱源極度短缺的問題。某些供熱技術(shù)因為各方面的原因存在余熱不能有效利用的問題，進(jìn)而引起熱資源的浪費(fèi)和短缺。以下是筆者對汽輪機(jī)低真空供熱改造設(shè)計的分析情況，希望可解決余熱資源利用率不高，熱資源短缺等問題。

1 汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供熱原理分析

凝氣式汽輪機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中使用的頻率較高，該類型的汽輪機(jī)熱量主要來源于鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，其中一部分的蒸汽會在汽輪機(jī)中做功，轉(zhuǎn)化成電能，還有一部分的蒸汽會散發(fā)到外界，其中通過涼水塔散失的熱量可達(dá)到70%。面對如此大的熱量散失，需要加強(qiáng)對汽輪機(jī)真空改造，目的是減少熱量散失，將熱量利用率提升?，F(xiàn)階段汽輪機(jī)真空改造的主要方案是將設(shè)備排汽壓力和排汽溫度提升，進(jìn)而將循壞水的問題提升，從而滿足居民采暖的要求。但是此種改造方案會出現(xiàn)背壓升高，凝汽器真空度降低的情況，因此也存在明顯的不足。在汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供熱改造后可以形成新的熱交換系統(tǒng)，如“排汽余熱—熱網(wǎng)循環(huán)水”交換。此種改造模式下凝汽器向回水加熱器轉(zhuǎn)換，用戶轉(zhuǎn)變成了冷卻塔，在此基礎(chǔ)上形成了新的循環(huán)水路，此種改造方案可將余熱盡可能的利用，能有效解決熱量過度散失等問題。非采暖期，汽輪機(jī)恢復(fù)到純凝工況運(yùn)行狀態(tài)，熱網(wǎng)加熱器和熱網(wǎng)循環(huán)泵停止運(yùn)行，冷卻塔和原循環(huán)水泵恢復(fù)到之前運(yùn)行狀態(tài)[1]。

2 汽輪機(jī)低真空改造案例分析

本次分析對象為某鋼鐵集團(tuán)14MW汽輪機(jī)低真空改造，對其進(jìn)行循環(huán)供熱水的改造，其具體的改造方案如下分析。

2.1 確定汽輪機(jī)低真空改造方案

（1）促使凝汽器向承壓式凝汽器轉(zhuǎn)換。純凝工況轉(zhuǎn)化為低真空工況，原有的設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)會發(fā)生明顯的變化，如凝汽器運(yùn)行時的溫度以及汽水壓力等，若之前的凝汽器在不加改造的情況下，很難正常運(yùn)行，因此需要對其進(jìn)行改造，保障凝汽器的正常運(yùn)行。其中純凝工況耗費(fèi)成本較小，因而具有較高的經(jīng)濟(jì)性，低真空工況的安全系數(shù)較高，運(yùn)行更加安全。（2）將噴水降溫裝置安裝在汽輪機(jī)后氣缸處。在沒有安裝噴水降溫裝置的情況下，汽輪機(jī)在排汽溫度較高的情況下，會影響正常設(shè)備的正常運(yùn)行，容易引發(fā)汽輪機(jī)故障。因此為了解決以上問題需要將反水降溫裝置安裝在后汽缸處，在自動閥的控制下，啟動噴水降溫裝置的標(biāo)準(zhǔn)為排汽溫度大于75℃時，該裝置停止運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)為排汽溫度低于75℃[2]。（3）凝汽器水側(cè)回路系統(tǒng)中接入熱網(wǎng)循環(huán)水。此種改造方案主要是對雙路雙流程循環(huán)水管路的改造，將出DN500管道、采暖熱網(wǎng)系統(tǒng)分別與原循環(huán)水供、回水母管相連接。為了實現(xiàn)對汽輪機(jī)DCS系統(tǒng)的有效控制可借助電動DN500閥門。經(jīng)過改造后的循環(huán)水供熱系統(tǒng)與冷卻塔之間呈現(xiàn)并聯(lián)的連接模式，可減輕水和點(diǎn)的耗用量減少。（4）在原涼水塔基礎(chǔ)上構(gòu)建開式水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。開式水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的建立可冷卻冷油器、空冷器。尤其是在冬季，循環(huán)水系統(tǒng)停止運(yùn)行，要進(jìn)一步改造冷油器、空冷器。將開式循環(huán)水泵安裝上去，數(shù)量為兩臺，可借助該裝置的升壓作用，向原冷卻水用戶引入循環(huán)水，隨后將其排入冷水塔儲水池，達(dá)到循環(huán)降溫利用的效果。

2.1.5 水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)和降溫裝置設(shè)置在熱網(wǎng)回水至凝汽器入口處

摻?jīng)霰迷跓峋W(wǎng)回水溫度升高的情況下被啟動，采暖回水管中納入冷卻塔水池里的低溫水，可將凝汽器回水溫度降低。納入后的水可在泄水電動調(diào)節(jié)閥控制下，進(jìn)入冷卻塔，其中泄水閥的開度有系統(tǒng)水壓自動調(diào)節(jié)控制，可保障凝汽器的正常運(yùn)行，將循環(huán)水壓力控制在合理范圍[3]。

2.1.6 組建汽水換熱站

汽水換熱站組建后要將備用蒸汽引入，以便可以在汽輪機(jī)故障時，不耽誤正常使用，繼續(xù)供給熱源。

2.2 改造后的汽輪機(jī)低真空供熱技術(shù)運(yùn)行分析

改造后的汽輪機(jī)低空供熱技術(shù)在煤炭的使用量上更加節(jié)約。根據(jù)實際調(diào)查分析可知，對14MW汽輪機(jī)低真空循環(huán)水供熱技術(shù)進(jìn)行改造后汽缸排氣溫度升到較快，70℃為最高溫度標(biāo)準(zhǔn)，在排汽加熱循環(huán)冷卻水的輔助下，溫度可以達(dá)到65℃，隨后經(jīng)過換熱站的作用可將熱量輸送到采暖的各個片區(qū)。此種改造方案可最大化的利用循環(huán)水余熱，增強(qiáng)居民采暖效果。在汽輪機(jī)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的情況下，保障居民采暖效果[4]。其中低真空改造前后汽機(jī)參數(shù)見表1。

表1 低真空改造前后汽機(jī)參數(shù)

由上圖可知，改造后的汽輪機(jī)低真空供熱系統(tǒng)，消耗的煤炭量極大減少，但是相比改造前余熱的使用率明顯提升，由此可見此種改造方案可極大提升熱資源的利用率，提高余熱的利用效率[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，汽輪機(jī)低真空供熱系統(tǒng)經(jīng)過改造可將汽輪機(jī)排汽余熱得到充分的利用，能明顯增大余熱的利用率，加快了能源梯級利用的實現(xiàn)，可將熱電廠的供熱能力明顯提升，對電廠能源綜合利用率的提升有重要意義，此外還能在節(jié)約能源使用的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。由此可見汽輪機(jī)低真空供熱技術(shù)的改造具有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，今后的發(fā)展前景較為廣闊，值得人們分析研究。