城市建筑ｌ水利・电力ｌ ＵＲＢＡＮＩＳＭ ＡＮＤ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ｌ ＷＡＴＥＲ ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ・ＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ 电厂机组高背压供热改造的经济效益分析 ■杜洪范 ３．改造方案及投资概算 （１）主汽轮机改造方案 【摘要】对山东某电厂１４０ ＭＷ机组高背压供热改造项目进 高背压供热运行及机组抽汽供热运行的极限供热面 积为１ ３００万ｍ。，供热缺口为１８４万ｍ 。故实施高 背压供热改造后供热面积增加按１８４万ｍ 计算。 某电厂每年供热四个月，供热时长２ ８８０ ｈ，因 供热缺口１８４万ｍ 相应单个供热季供热量增加值预 行可行性研究，分析了项目改造条件、改造原则、改造方 案、改造技术指标、技术可行性及项目经济效益等。本次 供热改造的主要目的是在实施双背压双转子互换循环水供 热改造后，提高机组供热能力。从而满足供热负荷逐年增 从节约改造投资和节约工期的角度出发，本次 汽轮机改造内容：移除低压末两级动叶，并安装假 叶根，用于供热期填充叶根槽；移除低压末两级隔 长的需求，并提高机组运行经济性，实现节能降耗。 【关键词】１４０ ＭＷ汽轮机供热高背压改造节能降耗 随着城市发展，供热需求逐年增大，按现有机 组供热能力和供热现状，在供热可靠性及供热质量 方面面临巨大的考验，鉴于其他电厂机组高背压改 造的成功经验，拟对山东某电厂１４０ＭＷ机组也实施 高背压供热改造，以提高机组供热能力及供热经济 性。 一、 山东某电厂１４ＯＭＷ机组高背压供热改造 １．供热负荷分析 每台１４０ ＭＷ机组的设计抽气量为额定１００ ｔ／ｈ， 最大１２０ ｔ／ｈ，按现状实际供热指标４５ Ｗ／ｍ ，可对 外供热的采暖面积３１Ｏ万ｍ 。某电厂２０１５—２Ｏ１６年 供热季供热面积６６５万ｍ。，２０１６年收购供热面积 ８ｌ９万ｍ ，２０１６—２Ｏ１７年供热面积至少１ ４８４万ｍ 。 目前电厂内已有机组高背压供热运行及机组抽汽供 热运行的极限供热面积为１ ３００万ｍ 。现有机组供 热能力己不能满足市场需求。 一次网供／回水温度按１１Ｏ℃／５０℃取值。在供 热期，暖和天气条件下，热网供水温度８０￣Ｃ左右即 可满足要求，一般天气条件下，热水供水温度９Ｏ℃～ ９５￣Ｃ即可满足要求，而极寒天气条件下，可以通过 增加供热抽汽将供水温度提高至ｕ０℃。２Ｏ１６—２０１７ 年供热季热负荷４５ Ｗ／ｍ ×１ ４８４×１０ ＩＤ２＝６６７．８ ＭＷ。 ２．高背压循环水供热方案分析 高背压循环水供热是近几年快速发展的一种高 效供热技术。供热期将原汽轮机低压转子叶片进行 拆除更换假叶根，提高汽轮机的排汽背压，并将凝 汽器循环冷却水出、入口直接接入供热系统，由热 网循环水充当凝汽器循环冷却水。该循环水供热可 采用串联式加热系统。热网循环水首先经过凝汽器 进行一次加热，吸收低压缸排汽潜热，然后再经过 供热首站蒸汽加热器完成二次加热，生成高温热水， 送至热水管网通过二级换热站与二级热网循环水进 行换热，高温热水冷却后再回到机组凝汽器，构成 一个完整的循环水路，供热首站蒸汽来源可选择本 机或临机供热抽汽。 供热结束后再将原低压转子末级、次末级叶片 复装，末级、次末级导流套再改为原隔板，恢复纯 凝工况，凝汽器循环水切换到原循环冷却水状态， 汽轮机排汽参数恢复到正常水平，形成低背压，即 汽轮机恢复原纯凝工况运行。 板，隔板槽保留，增加导流环：低压转子末两级叶 片拆除后进行动平衡；低压转子以及轴系临界转速 计算，确保轴系运行稳定性；对改造后供热期内机 组高背压运行时低压通流部件强度重新进行核算， 确保其高背压运行的安全性；核算现有低压缸喷水 减压装置的减温能力，必要时对其进行增容，增加 减温水量，并合理配置减温水水源，以满足高背压 供热工况的要求，还应注意优化喷射角度，尽量减 小因喷水造成叶片水蚀；对机组轴承进行校核，确 保满足非供热期纯凝运行及供热期高背压运行时通 用的要求，必要时进行更换。若在资金及改造工期 充裕的前提下，可考虑低压双转子互换方案，即为 供热期单独设计、制造一根高背压供热转子，有利 于提高供热期机组运行经济性及安全可靠性，并缩 短转子换装工期。 （２）换热首站及厂区管网适配性的改造 对原有换热首站进行扩建，使其容量满足供热 负荷大幅增长的需求。结合本次１４０ＭＷ机组高背压 供热改造，需一并对厂区内管网进行适配性改造， 增加热网循环水进、出机组凝汽器的连接支管、旁 路，并增加原循环冷却水系统隔离措施。在管网设 计及阀门配置时，需充分考虑防水锤措施。 （３）其他系统设备的改造 对轴封加热器进行适配性改造，可根据现场情 况考虑增加一台轴封换热器（含轴加风机）。适当提 高热网水水质及补充水水质，有利于防止换热器的 腐蚀泄漏、减少补水流量，需要增加补水水质控制 系统。实施循环水供热改造后，机组各种联锁、保 护定值及监控调整参数等需进行重新设计配置，并 进入ＤＣＳ，对相应的电气及热工控制系统进行改造。 本工程总投资约２ ０００万元。其中：汽轮机本 体改造４００万元，凝汽器改造３５０万元，换热首站 及厂区管网改造约６００万元，轴封加热器改造８Ｏ万 元，补水水质控制系统７０万元，相应的电气及热工 控制系统约２５０万元，其他费用２５０万元。 ４．项目技术经济分析 对电厂机组高背压供热改造项目进行效益分 析，主要考虑改造后直接带来的供热面积增加的效 益、节煤效益、节电效益和节水效益。 （ｉ）供热面积增加相应效益 山东某电厂１４０ Ｍｗ机组的设计抽汽量为额定 ｉ００ ｔ／ｈ、最大１２０ ｔ／ｈ，供热指标按４５ Ｗ／ｍ。计，理 论上可增加供热面积３１Ｏ万 。考虑到２０１６—２０ｌ７ 年供热面积至少１ ４８４万ＩＩｌ２，目前电厂内已有机组 ３６５ 计为６４．７万ＧＪ，按每ＧＪ热量对应的标准煤消耗量 为４Ｏ ｋｇ估算，因供热面积增加而相应增加燃煤消 耗量２５８８０ｔ。标准煤价（不含税）５００元／ｔ，单个 供热季增加供热收益１ ２９４万元。 （２）供热期改造机组发电节煤效益 机组改造前额定抽汽供热工况下，中低压连通 管抽汽压力０．２４５ ＭＰａ，机组热耗７ ９０４ ｋＪ／ｋｆｈ。按 锅炉效率９１％，管道效率９９％估算，相应机组发电煤 耗为２９９．４ ｇ／ｋＷｈ。高背压改造后机组设计发电热 耗降至３ ７６７ ｋＪ／ｋＷｈ左右，相应机组发电煤耗为 １４２．７ ｇ／ｋＷｈ。与实施高背压供热改造前相比，机组 供热期发电煤耗下降约１５６．７ｇ／ｋＷｈ。改造后单个供 热季因发电煤耗下降可节约标准煤约２６ ２０７ ｔ，相 应单个供热季发电节煤收益约ｌ ３１０万元。 （３）节约厂用电量收益 实施高背压供热改造后，纯凝期内厂用电变化 不大，而供热期内主要影响体现在循环水泵方面， 循环水泵耗电量大幅下降，单个供热季可节约厂用 电３１７万ｋｗｈ，上网电价（不含税）０．３９元／ｋｗｈ， 相应增加售电效益１２４万元。 （４）节水收益 循环水泵总流量Ｇ＝Ｉ．４×１．１×８６０Ｑｊ／（Ｔ 一Ｔ ）。 其中Ｑｊ为总供热量，Ｌ为供水温度，Ｔｈ为回水温度。 改造后温差加大，减少了一次网的循环水量，从而 减少补水量５７．６万ｔ，水费２．５元／ｔ，节水收益１４４ 万元。 （５）增加年检修维护费 改造后每年增加拆装叶片、低压缸检修、转子 检修及相关测试试验费用约１４０万元。 （６）总体收益 综上各项收益，实施高背压改造后，每年总体 收益增加约２ ７３２万元。 二、结语 山东某电厂１４０ ＭＷ机组高背压供热改造实施 后，提高了机组供热能力，增加了企业的经济效益， 适应了地区供热负荷增长的需求，不仅符合国家能 源综合升级改造的，体现以热定电、热电联产、 节能环保的原则，而且有利于城市的环境保护，提 高城市居民的生活质量。 参考文献 ［１］黄树红．汽轮机原理［Ｍ］．北京：中国电力出版社， ２００８． （作者单位：山东省城乡规划设计研究院，济南 ２５００１３）
