摘要：本文以汽动引风机排汽供热应用为研究对象，针对背压式汽动引风机汽源选择、供热方式以及经济性等进行分析，并对汽动引风机供热存在的问题进行总结，为同类型机组背压式汽动引风机小机排汽供热提供参考。
关键词：660MW，超低排放，背压式汽动引风机，供热
背景
近年来，随着中国对节能减排的要求越来越严格，新建机组“超低排放”已成为硬性指标。660MW和1000MW燃煤机组利用汽动引风机代替电动引风机后综合厂用电率分别降低1.21%和1.48%，厂用电率大幅降低。背压式汽动引风机不仅可以降低厂用电率、提高厂用系统安全性，而且供热效益显著。
1背压式汽动引风机小机供热系统概述
某660MW超超临界机组风烟系统引风机采用背压式小汽轮机驱动，其中引风机由3台静叶可调轴流风机组成，一台由电动机驱动，2台由背压式小汽轮机驱动。小汽轮机是东方汽轮机厂生产的单缸、单轴、冲动式、上排汽背压式汽轮机。汽动引风机汽源取自低温再热器出口，额定工况下：汽动引风机小机进汽压力5.05Mpa，进汽温度504℃，排汽压力1.3Mpa，排汽温度360℃。汽动引风机小机排汽至分汽缸，通过分汽缸对外供热；低负荷汽动引风机小机排汽压力不满足对外供热时，分汽缸供热压力由辅汽提供，从而实现连续对外供热。
2背压式汽动引风机汽源选择
1．汽动引风机小机进汽选择：
1)、汽源取自锅炉低再出口；额定工况下，进汽压力为5.05Mpa，进汽温度为504℃，单台小汽轮机进汽流量为44.28t/h；
2)、备用汽源取自临机锅炉低再出口联络管，机组启动初期为降低厂用电率不启电动引风机的情况下使用。
2．汽动引风机小机排汽供热方式选择：
某660MW燃煤电厂汽动引风机小机额定工况下：汽动引风机小机单机排汽流量为42t/h，排汽温360℃，排汽压力为1.3Mpa；汽动引风机小机排汽压力随负荷而变化。汽动引风机小机排汽方式，如下图所示：
1）汽动引风机小机排汽供除氧器加热，额定压力为1.3Mpa，正常保持投运。
2）汽动引风机小机排汽至分汽缸对外供热，供热压力为0.8~1.0Mpa，温度170~190℃。
机组负荷＞60%THA，排汽压＞0.85Mpa时，分汽缸供热由汽动引风机小机排汽提供。
机组负荷＜60%THA，排汽压＜0.85Mpa时，分汽缸供热由辅汽联箱提供，辅汽联箱压力由冷再提供。
3）供热流量需求＞80t/h时，采用两台机组汽动引风机小机排汽并列对外供热可满足需求。机组满负荷运行时两台机组汽动引风机小机排汽流量可达到160t/h。
4）汽动引风机排汽至除氧器流量减少不足以满足除氧器加热时，投入四抽至除氧器加热，目前四抽至除氧器电动门后已增加调节阀，可以根据具体情况调节除氧器加热流量。
5）汽动引风机小机排汽供辅汽联箱，额定压力为1.3Mpa，正常隔离不使用。
3采用背压式汽动引风机的经济性分析
1.THA工况下采用2台电动引风机，电压6.2KV，运行电流440A，电动机效率为85%,风机效率为82%，上网电价为0.445KW/h，年利用率按4000小时计算折合价格为：
1.732UIcosωη*2*0.445*4000=1.732*6.2*440*85%*0.82%*2*0.445*4000=1172.4万元。
2.某工业园区平均供热用汽量为50t/h,年供热实际运行为7000小时，其中汽动引风机小机排汽供热4000小时，冷再供热3000小时，每吨汽售价为200元计算，每年供热收益为：50*7000*200=7000万元。
3.THA工况下，机组年利用率按4000小时计算，流量按50t/h计算，到厂标煤价格按952元/t,标煤热量按29271MJ/t,
1)采用背压式汽动引风机小机排汽对外供热，热量损耗折算价格：3.17229[HTA工况，汽引排汽压力1.3Mpa，温度360℃，查焓熵表，焓值为3.17229MJ/KG.]*1000*50/29271*952*4000=2063.4896万元；
采用焓差计算法,得出汽动引风机做功热量损失为3.4409[HTA工况，低再压力5.05Mpa，温度504℃，查焓熵表，焓值为3.44091MJ/KG.]-3.17229=0.26861MJ/KG，低再出口至汽动引风机小机做功用汽88.56t/h，热量损耗折算价格：
0.2686*1000*88.56/29271*952*4000=309.4840万元；
得出每年汽动引风机对外供热损耗折价：2063.4896+309.4840=2372.9736万元。
4.采用冷再对外供热在60%THA工况下，单机运行时间按3000计算，供热流量按50t/h计算，到厂标煤价格按952元/t,标煤热量按29271MJ/t,损耗折算价格：3.14395[60%HTA工况，冷再供热压力3.386Mpa，温度366℃，查焓熵表，焓值为3.14395MJ/KG.]*1000*50/29271*3000*952=1533.7913万元
由此看出，某工业园区供热实际运行7000小时，其中汽动引风机供热4000小时，冷再供热3000小时，供热利润为7000-2372.9736-1533.7913=3093.2351万元。某2*660MW燃煤机组选择背压式小汽轮机驱动汽动引风机运行，每年增加上网电量折算利润为：1172.4*2=2344.8万元。
4背压式汽动引风机供热运行存在的问题
1.汽动引风机小机排汽一部分对外供热，一部分排至除氧器；当供热流量大幅波动时引起除氧器压力变化波动，除氧器液位随之大幅波动，影响机组安全运行。
2.当对外供热需求＞80t时，低负荷冷再供热时，再热器流量降低，可能引起再热器壁频繁超温。
3.当对外供热需求＞80t时，单台机组汽动引风机小机排汽对外供热难以满足用户需求；可以考虑两台机组汽动引风机小机排汽并列对外供热。
4.当机组负荷＜330MW时，单台机组汽动引风机小机排汽压力不足，冷再至辅汽流量仅能供70t/h,对外供热出力受限。
5.当机组负荷＜330MW时，无法满足对外供热流量＞80t/h,意味着该机组无法参与深度调峰。
6.该地区雨水较多，水电资源丰富，特别是春季雨水比较集中，导致该机组每年双机停运时间达30~60天，机组双停后无法对外供热，对供热用户影响较大。
结论
背压式汽动引风机小机对外供热优点是机组可以最大的降低能耗，并可以实现区域集中供热，经济效益十分显著,选择背压式汽动引风机对外供热，是区域集中供热最佳选择方式，对降低环境污染贡献巨大。
参考文献:
1.童家麟，基于等效焓降法的汽动轴流引风机经济性分析[J]，汽轮机技术，2012.08（54）4.
2.罗全生，国内首台回热背压式汽动引风机组调试[J]，节能2014（11）：30-33.
HTA工况，汽引排汽压力1.3Mpa，温度360℃，查焓熵表，焓值为3.17229MJ/KG.
HTA工况，低再压力5.05Mpa，温度504℃，查焓熵表，焓值为3.44091MJ/KG.
60%HTA工况，冷再供热压力3.386Mpa，温度366℃，查焓熵表，焓值为3.14395MJ/KG.
论文作者:闫卫杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
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