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140MW供热机组高背压技术改造分析【摘要】本文对140MW供热机组进行高背压技术改造进行了深入分析。
在介绍了改造的背景和问题，指出了改造的必要性。
在分析了高背压技术的原理，并提出了改造方案，评估了改造效果和经济性，并详细介绍了方案实施过程。
结论部分总结了改造技术的可行性并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究，可以为供热机组的技术改造提供参考和指导，提高了设备的效率和运行稳定性，促进了供热系统的可持续发展。
【关键词】140MW供热机组、高背压技术、技术改造、效果评估、经济性分析、实施过程、可行性、未来发展展望、背景介绍、问题提出、技术原理。
1. 引言1.1 背景介绍本次140MW供热机组高背压技术改造是针对现有设备存在的一系列问题而展开的重要改造项目。
背景介绍主要是对当前供热机组存在的技术瓶颈和效率低下等问题进行概述，以引出本次技术改造的必要性和重要性。
供热机组作为城市供热系统中的核心设备，直接影响着供热系统的稳定运行和供热效率。
随着城市供热规模的不断扩大和管网的老化，现有机组在运行中存在诸多问题，如供热效率较低、能源利用率不高、设备老化严重等。
这些问题不仅影响了供热系统整体运行效果，也增加了供热成本和运行风险。
通过对现有机组进行高背压技术改造，可以有效提升机组的供热效率、降低运行成本，同时延长设备的使用寿命，提高供热系统整体运行水平，实现经济效益最大化和环保节能的双重目标。
结束。
1.2 问题提出在140MW供热机组运行过程中，存在着背压过高的问题，这会影响机组的供热效率和运行稳定性。
背压过高会导致机组排烟温度升高、蒸汽压力下降、供热效率下降等问题，严重影响了供热系统的正常运行。
需要对供热机组进行高背压技术改造，以提高机组运行的效率和稳定性。
针对140MW供热机组存在的高背压问题，如何通过技术改造降低背压并提高供热效率是一个值得研究的问题。
本文将针对这一问题展开分析，提出相应的改造方案，并评估改造的效果和经济性。
直接空冷机组高背压供热改造分析摘要：目前，现代的直接空冷机组高背压供热可以有效减少机组采暖抽气，并提高整体机组的发电能力，如乏气预热较高还可以对其进行回收，让多余的预热增强机组的整体供热能力。
但是，直接空冷机组热效率太低，并且冷端的损失较大，经济性能相差幅度也不成对比，需要将直接空冷机组高背压供热进行有效改造，使得经济性能和安全性能能够满足现代相关的规定要求，使得机组的经济性可以得到有效提高，并且加强机组的整体供热性能，使得发电所需要的煤耗能够有效降低。
因此，本文将以直接空冷机组高背压供热改造为课题进行开展分析，通过对直接空冷机组高背压供热改造过程中出现的问题进行深入的研究，并制定有效的解决措施。
关键词：直接空冷：高背压供热：改造：节能随着现代国内的城市化建筑发展以及环境保护标准要求不断提高，使得北方的城市冬季供暖和雾霾的产生有着相对密切的联系和矛盾，如果要解决此类问题需要对城市周边的热电厂进行着手，使得可以有效解决两者之间所产生的矛盾。
所谓的热点是电厂在发电的同时向供热用户提供热源。
这些热用户可以分为两种，一种是民用，是给大多数居民群众进行供热，提供热源为人们取暖。
第二种就是工厂供热，是利用蒸汽对工业进行有效的供热。
根据相关的数据显示，目前一般的火力发电厂的热效率已经达到百分之四十左右，但是其他的热量不能进行利用，使得以排气的方式将多余的热量进行了排放，造成了浪费。
而热电联产机组的全场热率可以达到百分之七十，比一些火力发电厂的热效率高出来百分之三十，因为热电联产机组将多余的热量不经过排放处理，而是用排放的方式将多余的热量提供到了民用供热，使得实现民用供暖以及工业用气的目的。
但是伴随着国内经济结构的不断转型，使得传统的高耗能、污染程度较为严重、技术性较低的产业逐渐饱和，在全球经济的不断稳定以及节奏不断放缓的趋势下，导致工业的用电负荷逐渐下降，而且发电的效率比起以往大幅度降低。
但是如果将直接空冷机组搞糟成高背压机组，并且使用排气供暖用于城市供暖，会有效的提高机组整体的热效率，并且有效降低机组的煤炭消耗，改善了整体供暖的情况。
机械化工科技风2017年3月下D01：10.19392/ki.l671-7341.201706178直接空冷机组高背压供热改造赵斌w祁杰121.华北电力大学河北保定102206;2.包头第二热电厂内蒙古包头014030摘要:介绍了直接空冷机组的结构特点，针对包头第二热电厂4号机组的高背压改造，分析了改造对机组热效率的影响，改造提高了热电联 产企业能源利用效率和经济效益，缓解了城市供暖需求和环境污染间的矛盾。
关键词：直接空冷；高背压;供热随着我国城镇化发展和环境保护标准的日益提高，北方城市冬季供暖与雾霾天气似乎成为不可调和的矛盾。
而位于城市周边的热电厂成为解决这一难题的关键。
所谓热电联产，就是电厂在发电的同时向热用户提供热源。
热用户分民用与工业用，民用大多数为取暖用，工业则用蒸汽。
火力发电厂热效率一般在40%左右，其他热量不能利用，以排汽的形式浪费了。
而热电联产机组，全厂热效率达到70%，究其原因，是将排气用来提供给热用户，即民用供暖与工业用汽。
伴随我国经济结构转型，原来传统高耗能、重污染、低技术含量产业已经饱和，加上全球经济放缓，工业用电负荷下滑，发电效益大幅减少。
将直接空冷机组改造为高背压机组，S f汽用于城市供暖，提高了机组的热效率，降低了机组的煤耗，用供热效益的增加弥补发电效益的下降，缓解冬季雾霾，是节能减排的重要措施。
1热电联产汽轮机的分类1.1抽汽凝汽式汽轮机这是一类应用最广泛的机组。
抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机的中 间级抽出部分蒸汽，用于供热或者加热给水的凝汽式汽轮机。
它分为单 抽汽和双抽汽。
双抽汽汽轮机可以向热用户提供两种不同压力的蒸汽，一般是兼 顾民用供暖和工业用蒸汽。
当热用户所需的蒸汽量下降时，多余蒸汽通 过抽汽点以后的各级持续扩张发电。
这种机组的优点是灵活性大，可以 在较宽范围内同时满足热负荷和电负荷的需要，缺点是热经济性比背 压式机组差，辅机设备较多。
1.2背压式汽轮机背压式汽轮机是汽轮机排汽压力(即背压)高于大气压力的汽轮机。
140MW供热机组高背压技术改造分析一、引言随着社会的不断发展和能源需求的不断增长，供热行业在我国的能源结构中占据着重要地位。
供热机组的运行情况直接关系到人们的生活质量和工业生产的正常运转，因此提高供热机组的效率和降低运行成本是供热行业的重要课题。
140MW供热机组高背压技术改造就是为了提高供热机组的效率和降低运行成本而进行的一项重要工作。
1. 能源利用效率的提高目前我国供热机组大部分采用的是低背压技术，这样虽然可以降低机组的投资成本，但是其能源利用效率却相对较低。
采用高背压技术进行改造可以有效提高供热机组的能源利用效率，减少资源的浪费。
2. 环境保护的需要低背压技术往往会导致大量的烟气排放，对环境造成较大的污染。
而采用高背压技术可以有效减少烟气排放，对环境保护起到积极的作用。
3. 经济效益的提高高背压技术改造虽然需要一定的投资，但是可以通过提高供热机组的效率和降低运行成本来获取更大的经济效益。
在当前能源价格不断上涨的情况下，提高供热机组的经济效益意义重大。
1. 高效节能的锅炉系统通过对锅炉系统进行优化、改进和调整，提高系统的热效率和燃料利用率，达到节能降耗的目的。
这需要对锅炉燃烧系统、给水系统、汽水系统等进行技术改造。
1. 技术改造过程中需要对现有设备进行必要的改造、加装和调整，要求对机组的结构和性能进行深入了解，确保改造后机组的正常运行。
3. 需要对改造后机组的供热效果、经济效益、环境效益等进行全面考量，确保改造后机组的运行成本得到有效控制。
五、结语140MW供热机组高背压技术改造是一项复杂的工作，需要各方面的技术支持和重视。
通过对供热机组进行高背压技术改造，可以有效提高机组的能源利用效率，减少排放污染，降低运行成本，实现经济效益和环境效益的双重提升。
希望有关部门和企业能够重视这项工作，为我国的供热行业发展做出积极贡献。
火电厂330WM直接空冷机组高背压供热改造经济性研究作者：张伟来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第42期【摘;要】近年来，随着风电、光伏、核电等新能源的大力发展和环保排放的严格要求，以及大容量火电机组的不断投运，产能过剩现象突出，传统火电企业经营形式日趋严峻。
对汽轮机进行高背压供热改造能有效提高机组供热能力和电网调峰能力，对企业节能减排，提高经济效益有积极作用。
【关键词】高背压供热改造;供热能力;电网调峰能力;节能降耗。
一、项目建设的必要性1.符合国家节能减排政策要求随着经济、能源和环保形势的發展，燃煤火力发电企业的发展进入了新常态，面临着资源约束、环境保护、市场竞争等多方面的严峻挑战，国家节能减排的要求也不断提升、高效低耗新大机组的不断投运、电能过剩现象日趋明显、发电设备年利用小时持续走低等现实因素使火电厂的经营形势变得日益严峻。
加上我国新能源发展迅速，部分地区出现了严重的弃风、弃水问题，消纳已成为制约风电、水电发展的关键因素。
火电机组供热改造是实现“节能减排”、“双降双低”电力新常态下火电能源结构调整的重要方向。
2.满足日益增长的供热和电网深度调峰需求根据市政府的城市规划，长治热电 2×330MW 汽轮发电机组被确定为城市集中供热主要热源点。
随着城市的快速发展，居民采暖对稳定可靠热源的需求在持续加大，这样，电厂现有的供热方式难以满足外部市场的要求。
因此，充分挖掘现有设备的潜力，进行供热系统改造，提高电厂的供热能力迫在眉睫。
同时，随着大规模的波动性电源并入电网，如果没有足够的可参与深度调峰的电源支撑，电力系统将很难保证稳定的电能质量。
2016 年我国风电的弃风率达到了 21%，其根本原因还在于区域电网内传统发电提供的深度调峰容量不足。
目前，我国大多数火电机组最低仅能在额定负荷的 50%左右运行，假如机组调峰幅度可以降到 40%，可以为风电等新能源提升近 9000 万千瓦的接入容量，这相当我国风电总装机容量的的 80%。
㊀第３８卷ꎬ总第２２３期２０２０年９月ꎬ第５期«节能技术»ＥＮＥＲＧＹＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ ３８ꎬＳｕｍ Ｎｏ ２２３Ｓｅｐ ２０２０ꎬＮｏ ５㊀高背压供热在空冷机组的典型应用鹿㊀丹(中煤西安设计工程有限责任公司ꎬ陕西㊀西安㊀７１００５４)摘㊀要:为进一步指导高背压供热工程的实施ꎬ本文结合３００ＭＷ空冷机组高背压改造实例ꎬ在对供热能力进行核算的基础上ꎬ分析了高背压＋超高背压供热的分配情况ꎬ介绍了主要的系统设计ꎬ结合工期及财务指标ꎬ说明了高背压供热能够实现企业社会和经济效益的全面提高ꎮ同时高背压改造实例的研究过程也为今后电厂供热改造应用提供了有益的借鉴ꎮ关键词:热电厂ꎻ空冷机组ꎻ高背压ꎻ供热改造ꎻ余热利用中图分类号:ＴＫ１１５㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１００２－６３３９(２０２０)０５－０４２２－０５ＴｙｐｉｃａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈＢａｃｋＰｒｅｓｓｕｒｅＨｅａｔｉｎｇｉｎＡｉｒＣｏｏｌｉｎｇＵｎｉｔＬＵＤａｎ(ＣｈｉｎａＣｏａｌＸｉ'ａｎＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＸｉ ａｎ７１００５４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｇｕｉｄｅｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｇｈｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｈｅａｔｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｏｆ３００ＭＷａｉｒ－ｃｏｏｌｅｄｕｎｉｔ'ｓｈｉｇｈｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｓｕｐｐｌｙｃａｐａｃｉｔｙꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｓｕｐｐｌｙｗｉｔｈｈｉｇｈｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅ＋ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｍａｉｎｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎꎬｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎ￣ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄａｎｄｆｉｎａｎｃｉａｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓꎬａｎｄｓｈｏｗｓｔｈａｔｈｉｇｈｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｈｅａｔｉｎｇｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｏｖｅｒ￣ａｌｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｏｃｉａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｔｈｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｉｇｈｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅｓｕｓｅｆｕｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｓｕｐｐｌｙｔｒａｎｓ￣ｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔꎻａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｕｎｉｔꎻｈｉｇｈｂａｃｋｐｒｅｓｓｕｒｅꎻｈｅａｔｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎꎻｗａｓｔｅｈｅａｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ收稿日期㊀２０２０－０３－２５㊀㊀修订稿日期㊀２０２０－０４－１９作者简介:鹿丹(１９８５~)ꎬ男ꎬ学士ꎬ工程师ꎬ长期从事火力发电和集中供热的设计咨询工作ꎮ０㊀引言近年来ꎬ随着环保形势的严峻和产能过剩问题的突出ꎬ国家出台了一系列政策对传统火力发电行业进行调整和优化ꎮ而随着人民生活水平的不断提高ꎬ在 煤电去产能 等政策推进的同时ꎬ 热电联产 ㊁ 集中供热 的重要性也与日俱增ꎮ对各类中小型电厂ꎬ乃至部分大电厂ꎬ在煤价不断增高ꎬ发电小时数不断减少的形势下ꎬ进行供热改造㊁实行热电联产也就成为了其扭亏减亏㊁持续发展的最优选择[１－３]ꎮ随着山西古交兴能电厂等大型供热改造项目的顺利实施[４]ꎬ国内燃煤机组热电联产迈入了新阶段ꎮ在传统打孔抽汽供热方式外ꎬ 低压缸光轴 [５]㊁ 低压缸零出力 [６]等供热技术不断取得发展和突破ꎻ而高背压供热技术更以其特有的优势获２２４得广泛的应用ꎮ１㊀供热改造方式火电机组传统供热技术主要是指汽轮机抽汽供热ꎬ利用汽轮机抽汽进入热网加热器来加热热网循环水至相应温度ꎬ抽汽汽源一般是汽轮机中压缸排汽ꎮ近年来为增加机组供热能力㊁降低机组能耗指标ꎬ主要开展了非调整打孔抽汽技术㊁高背压供热技术[７]㊁吸收式热泵技术[８]等常用的供热改造技术的研究和应用ꎮ１.１㊀非调整打孔抽汽非调整抽汽供热改造指在汽轮机再热冷段㊁再热热段管道或中低压连通管的相应位置打孔抽汽ꎬ其供热抽汽参数随机组电负荷变化ꎮ因居民集中供热要求的抽汽压力较低ꎬ一般凝汽式汽轮机进行打孔抽汽时多采用在中低压连通管上增设抽汽三通(或四通)以及供热蝶阀ꎬ抽汽压力０.３到０.６ＭＰａ左右ꎬ在新增抽汽管道上增设逆止阀㊁快关阀㊁安全阀㊁关断阀等阀门以满足供热工况的运行要求ꎮ连通管抽汽供热系统和结构较为简单ꎬ汽机本体无需进行大的改造ꎬ同时供热抽汽量大ꎬ能够满足大热量用户的要求ꎮ近两年在其基础上又发展出低压缸零出力技术ꎬ除通过新增小旁路用很少的冷却蒸汽带走低压转子鼓风热量外ꎬ其它中排蒸汽全部外供ꎬ进一步提高机组的供热能力ꎮ１.２㊀吸收式热泵技术吸收式热泵(即增热型热泵)技术基于吸收式制冷机的基本原理ꎬ以蒸汽或废热水为驱动热源ꎬ把低温热源的热量提高到中/高温ꎬ提高能源的品质和利用效率ꎻ其应用在供热改造中一般以汽轮机抽汽为驱动能源Ｑ１ꎬ回收汽轮机乏汽余热Ｑ２ꎬ来加热热网回水ꎮ得到的有用热量(热网供热量)为消耗的蒸汽热量与回收的乏汽余热量之和Ｑ１＋Ｑ２ꎮ吸收式热泵技术可以有效回收乏汽余热ꎬ其供热量始终大于消耗的高品位热源的热量ꎬ具有较显著的节能优势ꎻ但其也存在投资相对较高的问题ꎬ一般可配合其它供热技术使用ꎮ１.３㊀高背压供热改造高背压供热技术是指热网循环回水先进入凝汽器加热ꎬ利用汽轮机排汽的汽化潜热加热循环水(热网回水温度一般在５０~６０ħ之间)ꎬ形成机组高背压供热ꎮ高背压改造后汽轮机背压一般控制在５４ｋＰａ以下ꎬ需要对汽机低压缸进行改造ꎬ其改造方式主要有通用单转子技术和高低背压双转子技术两种ꎮ对于湿冷机组ꎬ为实现采暖季高背压下机组安全可靠运行ꎬ汽轮机一般采用特制的高背压供热低压转子或拆除部分叶片ꎬ由热网循环水充当凝汽器循环冷却水ꎻ在非采暖季为保证机组发电效率和能力ꎬ汽轮机低压转子更换为纯凝转子或重装叶片ꎬ凝汽器循环水切换到原循环冷却水状态ꎬ汽轮机恢复原纯凝工况运行ꎮ湿冷机组高背压同时还需要对凝汽器㊁凝结水系统及给水泵汽轮机(电动给水泵除外)进行适应性改造ꎮ相对于湿冷机组ꎬ空冷机组进行高背压供热改造具有一定优势ꎬ在热网负荷不高的情况下ꎬ利用空冷机组可以高背压运行(一般在３５ｋＰａ以下)的特点ꎬ除增设热网凝汽器系统ꎬ汽轮机本体及其附属系统均无需进行改造ꎬ厂内热网系统也仅为适应性改造ꎻ而新增供热量较大ꎬ需要提高背压(５４ｋＰａ以下)对汽机低压缸改造时ꎬ也可选择总体较为便捷和经济的通用单转子方案ꎮ空冷机组高背压供热主要需要关注空冷凝汽器的防冻问题ꎬ空冷岛各列配汽管道的阀门严密性较为关键ꎮ下面我们以山西南部某电厂(下文简称该电厂)为例介绍３００ＭＷ空冷机组高背压供热改造的典型应用实例ꎮ２㊀供热能力核算２.１㊀改造前供热能力该电厂一期建设２ˑ３００ＭＷ空冷供热机组ꎮ汽轮机由上海汽轮机厂(下文简称上汽)制造ꎬ型号为ＣＺＫ３００－１６.７/０.４/５３８/５３８ꎬ型式为亚临界㊁一次再热㊁双缸双排汽㊁直接空冷㊁抽汽凝汽式汽轮机ꎮ表１㊀供热工况汽机设计参数供热工况汽轮机出力/ＭＷ进汽流量/ｔ ｈ－１抽汽流量/ｔ ｈ－１额定供热工况２４６.７８４１０２４.８８５５００最大供热工况２３１.２３８６００㊀㊀根据采暖季机组实际运行情况ꎬ中压缸采暖抽汽量最大为４４０ｔ/ｈ(受上下缸温差限制)ꎻ热网加热器蒸汽进口焓值２９４６.３３ｋＪ/ｋｇꎬ疏水焓值５０３.９２ｋＪ/ｋｇꎻ实际采暖热指标４３.５１Ｗ/ｍ２ꎮ改造前最大供热量为:２ˑ４４０ˑ(２９４６.３３－５０３.９２)/３６００＝５９７ＭＷꎬ合１３７２０ｋｍ２ꎮ实际该电厂近年供热面积在１１０００ｋｍ２左右ꎮ２.２㊀改造后供热能力根据该电厂所在城市政府部门的规划ꎬ同时伴随城市内部分小锅炉的关停ꎬ主城区将出现约１００００ｋｍ２的供热缺口ꎮ由于高背压供热改造能够３２４增加利用汽轮机排汽的汽化潜热ꎬ故供热能力将大幅提高ꎮ改造后最大供热量为:{[３９０ˑ(２９５９.２－５０３.９２)＋２９８.７４９ˑ(２６６３.２－３０４.３３)]＋[３５０ˑ(２９５２.３－５０３.９２)＋３５２.６６４ˑ(２６６２.８－３４８.６７)]}/３６００＝９２６ＭＷꎬ合２１２８０ｋｍ２ꎮ除已有的１１０００ｋｍ２供热面积外ꎬ该电厂还能够额外增加１００００ｋｍ２以上的供热面积ꎮ表２㊀高背压工况汽机设计参数机组背压/ｋＰａ中排最大抽汽量/ｔ ｈ－１＆焓值/ｋＪ ｋｇ－１低压缸排汽量/ｔ ｈ－１＆焓值/ｋＪ ｋｇ－１发电量/ＭＷ低压缸改造３５３９０＆２９５９.２２９８.７４９＆２６６３.２２４７否５４３５０＆２９５２.３３５２.６６４＆２６６２.８２５１.９是㊀㊀注:饱和水焓ꎬ３５ｋＰａ~３０４.３３ｋＪ/ｋｇꎻ５４ｋＰａ~３４８.６７ｋＪ/ｋｇ３㊀高背压供热系统设计３.１㊀抽汽、排汽供热分配方案根据采暖季实际运行情况ꎬ热网供水设计温度为１００ħꎬ热网回水设计温度为５７ħꎮ最大采暖热负荷为:２１００ˑ４５/１００＝９４５ＭＷ则热网循环水总量为:０.８６ˑ９４５ˑ１０００/(１００－５７)＝１８９００ｔ/ｈ热网循环水加热采用分级加热方式ꎬ热网回水先通过低压缸排汽加热ꎬ再经过中排抽汽加热后外供ꎮ两台汽轮机运行采用高背压(ɤ３５ｋＰａ)＋超高背压(ɤ５４ｋＰａ)方式通过低压缸排汽逐级加热热网回水[９]ꎮ图１㊀高背压＋超高背压供热工艺流程热网凝汽器设计换热端差取１~１.５ħꎻ实际运行时两台机组的排汽压力应根据热量分配需要进行调整ꎮ热网循环回水首先通过１＃机组低压缸排汽加热ꎬ排汽压力在１３到２８ｋＰａ之间进行调整ꎬ热网凝汽器可将热网循环水加热至４８.９~６５.８ħꎻ再由２＃机组低压缸排汽加热ꎬ排汽压力在４１到５４ｋＰａ之间进行调整ꎬ热网凝汽器可将热网循环水加热至７５~８２ħꎬ最后由中压缸排汽加热至设计温度１００ħꎬ满足对外供热要求ꎮ在供热初期和末期ꎬ热网循环水供回水温度较低(７５/４７ħ)时ꎬ主要采用低压缸排汽加热ꎬ减少中压缸排汽量ꎬ增加发电量ꎬ运行中根据回水温度对三级加热进行调节ꎮ该运行方式最大供热面积为:９２１.３７ˑ１００/４３.５１＝２１１８０ｋｍ２３.２㊀低压缸改造方式根据表３的供热运行方式ꎬ１＃机组最高运行排汽压力２８ｋＰａꎬ无需进行改造ꎻ２＃机组最高运行排汽压力５４ｋＰａꎬ需要对低压缸进行改造ꎮ通用单转子和高低背压双转子两种低压缸改造方式都能够达到该电厂高背压供热改造的要求ꎮ(１)高低背压双转子在供热期前后均需更换转子ꎬ每次更换时间约一个月ꎬ两次共需要两个月时间ꎬ大大降低了机组的可利用小时数ꎻ同时安装㊁维护㊁试验㊁调试费用较高ꎬ每年２次更换转子共需１１２０万元左右ꎮ在初投资上ꎬ高低背压双转子是３７００万元ꎬ通用转子只需３０００万元ꎮ通用转子运行时的特点是ꎬ高背压运行时(采暖季)排汽压力和高背压转子相当ꎬ但低背压运行时(非采暖季)的排汽压力要显著高于低背压转子ꎮ(２)该电厂设计全年利用小时数５５００ｈꎬ采暖季为２８８０ｈꎬ非采暖季为２６２０ｈꎮ根据电厂运行情况ꎬ低压缸进汽量约７０３ｔ/ｈꎻ售电价取０.３３元ꎻ同时将非采暖季利用小时数平摊到各个月份ꎬ其中３月至４月中旬㊁１０月至１１月中旬作为更换转子的检修时间不计入运行时间ꎮ通用转子非采暖季的额定运行背压约２０ｋＰａꎻ以下按照非采暖季ꎬ２＃机组分别使用通用转子和低背压转子进行经济性比较ꎮ(３)根据以上的技术经济比较情况ꎬ通用转子改造方式的投资更低(少７００万元)ꎬ经济性更好(总体年运行费用约少１９７万元/年)ꎬ检修时间更短(约少２个月/年)ꎬ既提高了机组的可利用小时数ꎬ同时降低了安全风险ꎮ故采用通用单转子改造方式ꎮ４２４表３㊀高背压＋超高背压供热平衡表采暖热负荷机组/ＭＷ９４５(最大值)６８２.３１(平均值)４８３(最小值)２＃机组１＃机组２＃机组１＃机组２＃机组１＃机组循环水供水温度/ħ１００９０.２９７５循环水回水温度/ħ５７５３.６８４７循环水量/ｔ ｈ－１１８９００１８９００１６０２８１６０２８１４８３５１４８３５中压缸抽汽供热量/ＭＷ２３７.４６２６４.５９０.００１５９.３５０.０００.００汽轮机中压缸抽汽量/ｔ ｈ－１３５０.００３９０.０００.００１０８.１１０.０００.００高背压排汽供热量/ＭＷ２２５.２６１９４.０５４４０.９６８２.００４５０.９２３２.２６低压缸供热排汽量/ｔ ｈ－１３５２.５４２９８.６７７０１.０８１３４.５４７０１.２７５２.３１汽轮机低压缸排汽压力/温度/ｋＰａ(ａ) ħ－１４３/７７.６２８/６７.５５４/８３.３１９/５９.０４１/７６.５１３/５１.１热网凝汽器循环水进出水温/ħ ħ－１６５.８３/７６.２５７/６５.８３５８.１/８１.７６５３.７/５８.１４８.８７/７５４７/４８.８７热网首站进出口水温/ħ ħ－１７６.２/１００８１.８/９０.２９７５/７５高背压排汽供热占总供热量比例/[％]４５.５１７６.６５１００.００总供热量/[％]９２１.３７６８２.３１４８３.００总供热量占热负荷比例/[％]９７.５０１００.００１００.００表４㊀非采暖季通用转子和低背压转子经济性比较表时间低背压转子与通用转子额定背压/ｋＰａ及焓差/ｋＪ ｋｇ－１设计运行小时/ｈ单位小时发电量收益/万ｋＷｈ低背压转子收益/万元４月㊀㊀９.９０/２０６３㊀㊀２１８.５㊀㊀１.１１㊀９２.０２５月１２.５４/２０５４４３６.５０.９５１５７.５８６月１２.４６/２０５７４３６.５１.００１６６.３３７月１４.６７/２０３９４３６.５０.６９１１３.８１８月１３.８６/２０４９４３６.５０.８６１４２.９９９月１１.４４/２０５７４３６.５１.００１６６.３３１０月１１.４４/２０５７２１９１.００８３.４５合计２６２０６.６１９２２.５０表５㊀低压缸改造方式比较表项目通用转子高低背压双转子初投资/万元３０００３７００供货周期/月１２检修维护费用较低约１１２０万元/年更换转子大修时间无约２个月/年采暖季运行收益基本相同非采暖季运行收益通用转子比双转子约少９２３万元/年㊀㊀(４)通用单转子改造方案(上汽实施)为尽可能利用原有设备ꎬ减少改造工作量ꎬ汽轮机本体通流改造时ꎬ各管道接口位置ꎬ汽轮机与发电机连接方式和位置ꎬ现有的汽轮机基础ꎬ高中压外缸ꎬ低压外缸ꎬ汽轮机各轴承座ꎬ高㊁中压进汽阀门及进汽管道等不发生变化ꎮ该电厂机组轴承座为落地式ꎬ低压通流级数为六级ꎬ无低压静叶持环ꎬ通流部分低压隔板均为直接安装在内缸上ꎮ改造后同时兼顾供热工况及夏季工况ꎬ采用重新设计的通流及叶片ꎬ对相应部套进行优化改进ꎻ合理设置内部静子部件的结构㊁通流部分的长度㊁抽排汽位置和开档㊁排汽末端的型线等ꎮ同时系统部分需对汽封减温装置喷水量㊁汽封冷却器面积㊁低压缸喷水系统㊁轴承等进行重新核算[１０]ꎮ２＃机低压缸改造后ꎬ最高稳定运行背压将达到５４ｋＰａꎻ最大供热工况发电量２５１.９ＭＷꎬ低压缸效率８８.４％ꎻ纯凝工况下ꎬ低压缸最大排汽量７０１.１ｔ/ｈꎬ发电量２８８.４ＭＷꎬ低压缸效率９０.６％ꎮ３.３㊀供热系统改造(１)新建热网首站系统该电厂已建成的热网首站供热能力为１１０００ｋｍ２ꎬ不能满足新增的供热需求ꎮ因此需扩建一个热网首站ꎬ(市热力公司同时配套建设热力管网ꎬ)扩建热网首站可供采暖面积１００００ｋｍ２ꎮ采暖热指标取４５Ｗ/ｍ２ꎮ扩建热网首站总供热量３２０ＭＷꎬ钢筋混凝土５２４框架结构(四层布置ꎬ４５ｍˑ２２ｍˑ２５ｍ)ꎮ市政一级热网５７ħ回水经汽机低压缸排汽加热至７５ħ以上后ꎬ再分别经原热网首站和新建首站加热至设计值ꎬ送至市政一级供水热网ꎮ扩建热网首站设置４台热网加热器(汽源引自原有供热抽汽母管)㊁４台热网循环泵(２大２小)㊁６台热网疏水泵(４用２备)㊁３台补水定压泵(２小１大)㊁１台疏水扩容器㊁２台补水箱㊁２台软水器ꎮ(２)热网凝汽器系统低压缸排汽供热改造需由空冷排汽母管接出排汽管道至新增的热网凝汽器系统ꎮ为运行安全考虑ꎬ每台机组设置２台热网凝汽器ꎮ１＃/２＃机组单台热网凝汽器换热面积分别为６８００ｍ２和９６００ｍ２ꎬ进汽管道装设真空关断蝶阀ꎬ出口凝结水管道接入相应机组排汽装置热井内ꎮ２＃机组背压提高后凝结水温度上升至８０ħꎬ为保证精处理系统正常运行ꎬ在凝结水泵出口增设凝结水冷却器ꎬ冷却水取自热网循环水ꎮ增设热网凝汽器后ꎬ热网循环水管网阻力比改造前提高１４ｍ左右ꎬ需要对原有热网首站循环泵进行扬程提高改造ꎮ同时为避免空冷岛冻结ꎬ便于空冷岛和凝汽器间的切换ꎬ在空冷岛蒸汽分配管上增设真空关断蝶阀ꎮ３.４㊀供热改造稳定性为保证供热安全及可靠性ꎬ预防机组事故时供热负荷的大幅度降低ꎬ增设一套减压减温器系统ꎬ当其中一台汽轮机发生故障时ꎬ在该机组检修期间ꎬ使用对应锅炉的再热热段蒸汽ꎬ经减压减温后进入原有或新建的热网加热器ꎬ配合另一台正常工作的机组进行临时性供热ꎮ事故减压减温器单台出力２１０ｔ/ｈꎬ共设置３台(２用１备)ꎻ提供总蒸汽量４２０ｔ/ｈꎬ供热能力合２８０ＭＷꎮ同时根据表３的计算ꎬ单台机组供热能力为４６０ＭＷꎮ故单台机组事故时ꎬ最大供热量达到７４０ＭＷꎬ占最大采暖热负荷９４５ＭＷ的７８.３％ꎬ满足规范中７５％以上的要求ꎮ４㊀供热改造实施及投资４.１㊀实施工期由于汽轮机转子制造周期较长(约１２个月)ꎬ为保证电厂机组在供热改造期间稳定运行ꎬ工程实施阶段分为两步:第一步ꎬ在第一年采暖季前主要完成新建热网首站㊁２＃机组热网凝汽器系统及厂区主要管网工程等ꎬ配合热力公司新增３０００ｋｍ２以上供热面积ꎻ第二步ꎬ在第二年采暖季前完成汽轮机本体及其它系统的相应改造工程ꎬ完成增加１００００ｋｍ２供热面积的目标ꎮ４.２㊀投资及经济性(１)该工程总投资约１.５亿ꎬ２０％为自有资金ꎬ８０％为银行贷款ꎮ(２)供热改造后该电厂增加年销售收入约１亿元ꎬ年均税后利润约３７００万元ꎮ部分税后财务指标:内部收益率约３０％ꎬ财务净现值(Ｉｃ＝５％)约３.７亿ꎬ静态投资回收期约５年ꎮ５㊀结语在供热期利用空冷机组能够高背压运行的技术特点ꎬ采用低压缸排汽加热热网循环水ꎬ实现蒸汽热量的大部或全部利用ꎬ变蒸汽废热为供热热量ꎬ使汽轮机的冷源损失大量减少ꎮ高背压改造后一方面大幅降低供热期发电煤耗ꎬ另一方面增加机组供热能力ꎻ在提高收益的同时ꎬ达到节能减排的目标ꎬ实现经济和社会效益的全面提高ꎮ参考文献[１]戈志华ꎬ孙诗梦ꎬ万燕ꎬ等.大型汽轮机组高背压供热改造适用性分析[Ｊ].中国电机工程学报ꎬ２０１７ꎬ３７(１１):３２１６－３２２２.[２]孔繁荣.太钢空冷乏汽供热及尖峰冷却应用[Ｃ].２０１４年全国冶金能源环保生产技术会论文集ꎬ２０１４:１８７－１９１.[３]王志峰ꎬ阎维平.小容量高参数燃煤热电联供机组的经济性探讨[Ｊ].节能技术ꎬ２０１８ꎬ３６(６):５０５－５０９. 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140MW供热机组高背压技术改造分析140MW供热机组是利用燃煤、燃气等能源驱动的发电机组，其供热功率达到140MW。
而高背压技术改造是对该机组进行技术升级，旨在提高机组热力能量利用率和发电效率。
本文将对140MW供热机组高背压技术改造进行详细分析。
一、背压技术改造的意义140MW供热机组在运行过程中，热电联产是其重要特点之一。
尽管该机组在发电的同时可以利用余热供暖，但传统的供热方式存在能源浪费、功率偏低等问题。
背压技术改造的意义在于提高机组发电功率的充分利用余热进行供暖，从而实现能源的双重利用，提高能源利用效率。
二、技术原理140MW供热机组的高背压技术改造主要是通过改变机组的系统参数和运行模式，以提高热力能量的利用率。
首先要对机组锅炉、汽轮机等主要设备进行调整，使得锅炉产生的高温高压蒸汽能够更多地进入汽轮机。
通过优化汽轮机的设计，使得在一定条件下能够更高效地转化热能为机械能。
在背压技术改造中，关键在于如何将汽轮机排出的低温低压蒸汽再利用起来。
为此，需要对系统进行改造，增加再热器、回热器等设备，在利用低温低压蒸汽的同时提高蒸汽的温度和压力，从而提高蒸汽对汽轮机的推动作用，提高整个系统的能量利用效率。
三、技术改造方案在对140MW供热机组进行高背压技术改造时，需要制定合理的技术改造方案。
首先是要对机组的现有设备和管路进行全面的检查，了解设备的工作状况和系统的运行情况。
根据检查结果，确定需要改造的设备和管路，并设计合理的改造方案。
在具体的技术改造方案中，需要注意以下几个方面：1. 确定改造的焦点：确定在整个系统中需要改造的重点部位，例如锅炉、汽轮机、再热器、回热器等设备，以及相应的管路和控制系统。
2. 设计合理的改造方案：根据系统的工作原理和设备的特点，设计合理的改造方案，保证在改造后系统的运行稳定性和可靠性，同时达到提高能量利用效率的目的。
3. 选择合适的改造设备：根据系统的实际情况和技术要求，选择合适的改造设备和工艺方案，确保改造后系统的性能符合设计要求。
直接空冷机组高背压供热改造分析刘冬升;王文营【摘要】针对直接空冷机组热效率低、冷端损失大、经济性差的问题,提出直接空冷机组高背压供热的改造方案,从改造后经济性和安全性方面对该方案进行分析,认为该方案改善了机组经济性,增加了机组供热能力,降低了发电煤耗,并对其安全性方面存在的问题提出相关处理措施及建议.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2016(035)001【总页数】3页(P48-50)【关键词】直接空冷;高背压供热;节能;防冻【作者】刘冬升;王文营【作者单位】河北华电石家庄鹿华热电有限公司,石家庄 050200;国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021【正文语种】中文【中图分类】TM621河北华电石家庄鹿华热电有限公司(简称“鹿华热电”)汽轮机采用亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、直接空冷抽汽凝汽式汽轮机，型号为CZK330-16.7/0.4/537/537。
主要技术参数为：汽轮机进汽压力16.7 MPa，汽轮机进汽温度537 ℃，再热蒸汽温度537 ℃，额定背压15 kPa，夏季背压33 kPa，阻塞背压8 kPa。
额定抽汽工况：抽汽量550 t/h，电负荷264 MW，蒸发量1 167 t/h。
鹿华热电主要承担石家庄市西部城区采暖的供热任务，2台330 MW供热机组于2011年10月25日、12月24日投产发电。
直接空冷系统的汽轮机低压缸排汽直接进入空冷岛翅片管束，空气通过空冷风机以一定流速流过空冷岛的翅片管束，将汽轮机排汽直接冷凝结成水。
直接空冷机组与湿冷机组相比，省水约65%，节水效果明显。
直接空冷机组的总热效率较低，其中通过空冷岛排放到大气中的能量约占总能量的50%以上，大量的余热未被利用。
高背压供热改造不改变机组空冷岛现状，汽轮机及原抽汽不做任何更改，在鹿华热电1号机组增设1台高背压凝汽器，回收汽轮机排汽余热对热网循环回水进行初级加热。
如图1，1号机组低压缸排汽至空冷岛进汽总管中引出一路蒸汽至高背压凝汽器，通过调整空冷岛背压和低压缸进汽量，调节高背压凝汽器进汽量。
600MW空冷机组背压高的原因分析及处理方法空冷机组背压的控制方案的制定及其执行效果将直接影响到空冷机组设备的运行质量。
在实践中，设备的制造厂商以及设计单位都对空冷机组背压优化与控制环节所采取的核心技术十分关注，试图采取适当的策略将所有干扰空冷机组设备安全、经济运行的不利因素剔除掉，从而满足各方的实际需求，保证空冷机组背压调节方案切实有效。
本文就空冷机组背压优化与控制的相关内容进行具体分析与阐述。
标签：空冷机组;背压优化;控制分析对于工业生产而言，采用机械设备来提升生产能效是较为明智的选择。
实际上，我国目前凭借以往在实践过程中所积累的经验，针对我公司的装机容量为600MW直接空冷超临界机组以及空冷岛8×8空冷风机等设备进行研究，从而探究直接空冷机组背压优化及其有效控制的可行性策略。
1空冷机组概述1.1浅析空冷系统及其原理分析空冷系统，即空气冷却系统。
该系统是一种以节约水资源为目标的电厂冷却技术。
空冷机组设备通常在大型的发电厂内使用，其原理是将汽轮机的排气环节引入进入到空冷凝器设备中进行处理，令空气与蒸汽进行热交换，进而将凝结水回收到排汽装置，至此完成了一个循环的空冷凝过程。
1.2空冷机组的技术特征及其实践能效空冷技术特性较为突出，因其将水物质本身的物理原理融合到技术系统之中，令水资源得以循环使用，这样一来，便解决了空冷机组设备在水资源缺乏的环境中进行发电的问题。
从现实的角度来看，空冷机组的实践能效极佳，值得在我国大型发电站环境中投产使用。
2空冷机组背压优化研究我公司使用8列×8列空冷风机及三排管空冷设备，在实际应用中发现空冷机组所采用的在背压达到报警值之前进行降低机组出力的控制策略存在一定的漏洞，因其会致使600MW空冷超临界机组设备进行频繁的限负荷操作，这样一来，不仅会对系统设备本身带来损害，而且，还对于发电厂的整体运行的经济性带来影响。
从具体情况来看，600MW空冷超临界机组受到了自然大风的干扰，导致空冷系统出现热风回流现象。
