[关键词] 供热 再热冷段 减压 补水 汽轮机 流量
一、概况
某厂内原先安装有4台机组，其中2台是抽汽供热机组，最大供热能力可达100T，能够给市区提供持续供热。其余2台（#8、#9机）为凝汽机组，每台发电容量135MW。
根据厂里的发展规划，要扩建新机组，需将2台供热机组全部拆除,这样势必造成对外供热这一块无汽可供，热力用户会有比较大的意见，所以综合分析之后，确定将2台纯凝机组的蒸汽部分进行供热，以更好的保证热力用户的需求，本文主要分析这种操作方式是否具备可行性。
二、调查分析
1、供热状况
根据最近两月中的用汽总量进行分析，热负荷最高点为37T/h（白天城中Ⅰ线30T，城西线7T）最低点13 T/h（夜里），供热参数P=0.8-1.0Mpa、T=300-315℃
从热力公司处可以了解到，已经完成签约单并未实现供汽的有约10T，合同洽谈阶段且未来两年可以供汽的有10T，因此要考虑到对外供热最大量近60T/H。
2、2台135MW机组发电状况
结合发电部的统计数据分析可以发现，正常2台机最高负荷 270MW（白天）最低负荷150MW（夜里），月平均负荷110MW。
3、2台135MW机组抽汽状况
查阅机组说明书及热力特性数据（额定工况）
一抽：P=3.53Mpa、T=352.1℃ Q=12057Kg/h
二抽：P=2.53Mpa、T=310.9℃ Q=39131Kg/h
三抽：P=0.66Mpa、T=355.4℃ Q=2490Kg/h
综合以上数据分析可知,供热只能从二抽以上蒸汽减温减压后提供。
三、抽汽供热方案分析
1、供热方式
抽汽供热方式主要包含两种，其一是单供，主要是一台机组完成供热，另外一台作为备用机组；其二是两机并联供热。如果采用单供的方式，任何一台机组的抽汽量都会比较大，虽然设备可以正常运行，但是负载过大，所以尽量采用两机并联方式。
2、抽汽供热接口位置
a方案：抽汽供热接口设置在再热冷段，给该段减温减压后供热。
b方案：抽汽供热接口设置在再热冷段，然后使用#1高加进汽门来调整进汽，从而可以达到供热的要求。
c方案：将主蒸汽进行减温减压操作后实现对外供热。
c方案从技术实施角度分析并不存在问题，机组安全性也不会受到影响，但是因为主蒸汽减温减压操作后热焓值损失严重，经济效果比较差，所以淘汰该方案。
a方案有着明显的缺陷，即为供热流量不足，尤其是在一台机组无法运行的条件下，供热流量严重不足，影响正常使用。经过综合分析，对b方案进行技术论证。
b方案，额定负载的条件之下，汽轮机进汽量为391.42T/h，再热流量为320.85T/h，#1、#2高加进汽量分别为17.9T/h、39.1T/h其它损失约1T/h。按照该数据，整个机组对外供热量通过下式计算：391.4-320.8-17.9-31.1-1=12.6T/h，如果整个机组的运行负荷保持不变，进汽量达到411.3T/h，从数据计算可以确定可供汽量为23.2T/h，也就是在负载135MW的条件下，确保汽轮机再热后温度、焓值不发生变化的基础之下，对外供热能够达到23T/h。这种工作条件之下，高压缸做功量逐步增大，中压缸做功量明显减小，但是总体负荷保持不变，计算过程中已经综合分析高压缸做功最高额参数，所以并不会给设备运行带来安全风险。同时还进行了其他负荷参数的计算，最终结论如下：负荷从138MW到5MW，对外供热量可达20~30T/h。为了能够切实提升系统运行的安全性，每台机组对外供热在24T/h以下，两台机组供热则为48T/h，能够达到夏季供热使用标准。
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按照冬季供热标准和最近两年供热使用标准，冬季用汽量最大的条件下，瞬间流量能够达到50T/H以上，按照上汽厂研究报告，分析之后确定使用减少#1高加进汽量来可以实现对外供汽，也就是说在夏季供热时需要使用纯抽汽，在冬季（2-3个月时间）和机组检修供热不足的情况，需要使用部分#1高加进汽来增大供热量，以确保供热量可以满足使用需求。这种条件下，不会给热力用户产生任何影响，还能够提升机组运行的安全性。
四、抽汽供热对机组的影响
1、对汽轮机热效率的影响
从系统运行角度出发，高压缸效率要低于低压缸，统计试验数据可以发现，高压缸、低压缸效率分别为79.4%、93.7%，在再热段抽取一定量蒸汽，高压缸做功相当与增大，中压缸下降，整个设备效率降低，而高压缸做功增大的同时也会导致热效率的升高。同样以135MW负荷状态为例，在抽出24T/h蒸汽后，汽轮机的汽耗为2.968kg/kw.h，在不抽汽的状态下，其汽耗为2.899kg/kw.h，相差2.3%，因此，汽轮机的实际效率下降很少。
2、对调节级压力的影响
因为高压缸排汽时抽取部分蒸汽，会造成内部压力下降，各级缸体压降增大，所以导致各个结构部件受压增大。调节级压力会随着抽压量增大而增大，所以需要确保机组运行安全。
3、关于补水的问题
抽汽供热开始之后，补水量增大，根据该厂内对外供热的实际情况分析，从实际情况分析，补水量可以满足要求，但是135MW机组补水管是否可以达到供热标准，要经过下述计算：
3.1、2台机现有补水系统情况：
（1）从化水除盐水泵出口一路φ159母管至135MW机组补水。
（2）在汽机房东侧分一路至溶药池用水，溶药时水量1T左右。
（3）在汽机南墙处分二路：一路φ108至#8机凝汽器补水（在调节阀后变为φ89），另一路φ108至2台炉取样架冷却用水。
（4）在上水泵处又分二路：一路φ108至#9机凝汽器补水（调节阀处为φ57），另一路至上水箱加水。
（5）2台炉取样架回水分二路：一路回除盐水箱，一路与补水母管接通。
3.2、供水能力计算：
（1）目前系统内安装的补水母管压力为0.45Mpa，取样架回水压力0.4Mpa，流量100T/H，如果这2台机组按照当前夏季运行状态，补水量（3%）约25T/H。即使其中一台机组正常工作，母管仍然有75T/H余量，因此，母管补水量能够达到系统运行需要。
（2）现2台机组凝汽器管道供水能力：
按《管道设计手册》中压降公式 △P=W2/(g×Vp) ×λ/DN×(LD+LZ)
对其中一台机（#8机）,取△P=30mH2O DN=0.08m λ取0.04 LD+LZ=65+30=95m Vp=0.001m3/kg
求出流速W=2.49m/s，
同样方法求出另一台机（#9机）补水流速W=2.65m/s，则：
#8机现有补水能力：G=（Л/4）×DN2×W×3600=45.1T/H
#9机现有补水能力：G=（Л/4）×DN2×W×3600=74.9/H
3.3、补水改造方案：
（1）按照当前的补水量60T/H，且综合分析可能存在的突发情况，2台机凝汽器再各增一路φ89补水管道（系统图中虚线部分），按照上述计算方式，确定每台机组增加补水量：（新管道水流速度达3.18m/s）
G=（Л/4）×DN2×W×3600=57.5T/H
这样一来,补水量已足够对外供热需求。
（2）正常供热运行时，尽量用原补水系统补水；当补水量达不到要求时可用新增系统补充。
五、结论
综合以上各项技术数据分析，我们认为，利用2台135MW机再热冷段抽汽代替拆除的机组对外供热，原则上是可行的，安全上是有保证的。
论文作者:朱明祥
论文发表刊物:《中国电业》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/7
标签：机组论文; 补水论文; 水量论文; 负荷论文; 方案论文; 汽轮机论文; 做功论文; 《中国电业》2019年第20期论文;