6MW抽汽凝机组低真空运行循环水供热的设计及运行.docVIP

6MW抽汽凝机组低真空运行循环水供热的设计及运行 　　摘要：本文阐明了将6MW抽凝式汽轮机组利用抽汽供热的运行方式，改造成低背压、小排汽量运行，利用低真空运行循环水供热的方式的必要性及可行性，通过对汽轮机凝汽器的改造及对机组运行参数的调整，完全可以实现在机组的低真空运行情况下的安全、经济运行，结合生产实际和理论计算论述了6MW抽凝机组经过改造可以达到节能增效的目的。 　　关键词：6MW机组 循环水供热 设计 运行 　　中图分类号： S611 文献标识码： A 　　一、热电厂环境概述 　　某市位于黑龙江省东北部，处于我国北方高寒地区，平均海拔60米属中温带大陆性季风气候，年平均温度3.6℃左右，冬季漫长，气候寒冷，全年冰冻期195天，一年中采暖期长达6个月，最大冻土深度2.28米，极端最低温度-37.8℃。过境河流松花江流经84公里，最高水位61.02米，最低枯水位55.03米，每秒最大流量16400立方米，最小流量360立方米，是灌溉、水运、渔业生产的主要水域。市区总人口32.8万人，建筑面积500多万平方米，城区集中供暖面积460万平方米。 　　热电厂紧靠松花江，在岸边建有一次循环水泵房，循环水经冷却后直接排入松花江，水质较好、硬度低，基本符合松花ZIII类水质标准。电厂始建于1935年，由日本人筹建及管理，现装机容量42MW，两台12MW背压供热机组，三台6MW抽汽凝汽式机组，三台75t/h循环流化床锅炉，五台40t/h循环流化床锅炉，现供热面积352万平方米，年发电量11320KWH。 　　二、抽凝机组进行低真空运行循环水供热改造的必要性 　　众所周知，火力发电厂的生产过程是将燃料（煤、石油、天然气等）的化学能，在锅炉内燃烧变成蒸汽的热能，在汽轮机内蒸汽又冲动汽轮机旋转，把蒸汽的热能转变成机械能，汽轮机又带动发电机旋转，进而把机械能转变成电能。在这一系列能量转换过程中，存在着各种能量损失。这些损失包括在锅炉内的未完全燃烧损失、排烟损失、散热损失；在蒸汽管道内输送的散热损失；在汽轮机内热能转换成机械能存在的节流损失、余速损失、磨擦鼓风损失、漏汽损失和机械损失；在发电机内的机械损失和磨擦损失等。而更为重要的是，在完成能量转换的热力循环过程中，大量的蒸汽在汽轮机内作功后，携带着一定的热量凝结成水而排入凝汽器，从而存在着冷源损失，这部份损失约占新蒸汽热量的60%，因此，火力发电厂中凝汽式汽轮发电机组的循环热效率只有30%左右。 　　近年来由于工业、交通和城市建设发展较快，使城市承受废气、废水、噪声等污染日趋严重，尤其以废气污染最为严重。空气悬浮物微粒、二氧化硫、氮化物等均严重超标，由于污染严重，导致发病率高，破坏了生态环境平衡。为尽快改善镇内环境质量，迫切需要增加集中供热热源厂的供热能力，以替代污染严重的分散小锅炉，土锅炉、火墙、火炕等供热热源。 　　热电厂三台6MW抽凝机组循环水，经凝汽器冷却后，直接排入松花江，损失了大量的热量，经过低真空循环水供热改造，就可将热量全部供给热用户，改造可停掉小区锅炉50台，每年可节约标煤约1.2万吨，因节煤而减少向大气排尘约1597t，减少二氧化硫排放量约48.3t，减少二氧化氮排放量约182.87kg。从根本上缓解城区的环境污染问题，提高人民的生活质量。 　　综上所述，通过对热电厂6MW抽凝机组的低真空循环水供热改造，由集中供热热源代替分散的小采暖锅炉，热电联产、以大代小是十分必要的。 　　三、6MW抽凝机组低真空运行循环水供热改造的可行性 　　从20世纪60年代开始，人们就想到了直接利用冷却凝结水的循环水供热，把冷源损失降到最低限度。由于循环热效率决定于蒸汽的初终参数和凝结水温度，为了减少冷源损失，人们试图用提高蒸汽初参数，降低终参数和凝结水温度来实现。然而，提高蒸汽初终参数将受到设备制造、金属材料、制造工艺的限制。 　　汽轮机低真空运行，就是把汽轮机凝汽器的真空降低，汽轮机排汽温度提高，从而使循环水温度提高，直接用于供热。汽轮机低真空运行实际上也是一种变工况运行，背压可提高到0.059～0.078Mpa，冷却水出口温度可达到80～90℃，直接用循环水供热，减少了冷源损失，可显著提高电厂经济性。我国东北地区很多城市和企业都引用了低真空运行技术，实现了冬季采暖利用循环水供热。不仅凝汽式机组实现低真空运行，一些抽汽凝汽式机组也采用了低真空运行，经济效益愈加显著。例如，在吉林地区，一台6MW机组采用低真空运行，其循环水出口温度62℃，供热面积可达24万平方米，每年扣除各项费用支出可增收260万元，如果在山东地区可达40万m2，一台12MW机组则可达80万m2。该热电厂6MW抽凝机组采用松花江水做为冷却用水，水质硬度低，水质好，特别是冬季江水表面封冻后，水质更加