摘要：随着我国热电联产事业的发展，供热机组逐渐向大型化发展，200MW和300MW的供热机组相继投运，供热能力和经济性随之大幅提高，代表了当今集中供热的发展方向。但大型供热机组由于结构和系统的复杂性，出现了一些如供热系统的安全性 、机组膨胀不畅、补充水方式以及重要辅机运行的经济性等新的问题。
关键词：供热机组；安全性；补充水
1 大流量补充水对热力系统运行的影响
供热机组所供热负荷一般分为两种，一种是工业热负荷，另一种是采暖（制冷）热负荷。供采暖热负荷时，热网加热器将蒸汽冷却后的疏水全部回收，没有工质损失。供工业抽汽热负荷时，由于大量工质在供热时被消耗，回水率很小（一般为15%左右）或回水水质不合格而被排掉，因此需要补充同样数量的补充水才能保证热力系统的正常运行。 大量补充水进入热力系统一般有两种方式，一种是直接进入凝汽器；另一种是先进入低压除 氧器进行预除氧，然后再进入热力系统。
1.1 热力除氧的原理
热力学原理表明，溶于水中的气体量与气体种类、气体在水面上的分压力以及水的温度有关，水温越高，水面上的气体分压力越低，气体的溶解度越小。当水处于沸腾状态时，水中含氧量约等于零。常温常压下（20℃、0.1MPa），补水的含氧量约为8800ppb，远远大于给水含氧量的上限值15ppb。大量的补水如直接与凝结水混合，将大大提高给水的含氧量，对给水回热系统设备带来严重腐蚀。所以补水必须经过充分除氧后才能进入热力系统。而稍有加热不足，水中含氧量就 大幅增加。
1.2 补水进入低压除氧器方案
以郑新公司300MW机组为例进行说明。补水先进入120kPa的大气式除氧器，用五段抽汽进行加热除氧，再由中继泵打入3号低加出口。在最大工业负荷工况，汽轮机低压缸流量很小，凝结水流量也很小，低压缸对应的6、7、8号低加切除，仅5号低加投入运行，补水和凝结水混合后进入5号段低加，使得5号抽汽量增加，五段抽汽的蒸汽流速为68.9m/s，5号低加出口温度达到153.4℃，从而保证高压除氧的除氧效果。
该方案是供热机组传统的补水方案，技术上成熟，对水温的高低、补水量的大小等工况适应能力较强，在大中型供热机组上已广泛应用。但由于增加低压除氧器和中继泵等，投资需增加。
1.3 补水进入凝汽器方案
该方案使补充水进入凝汽器喉部，以汽轮机排汽的汽化潜热对补水进行真空除氧。利用成熟的喷射式凝汽器设计技术和鼓泡除氧技术，在凝汽器喉部高速排汽区布置高效雾化喷嘴，补水与汽轮机排汽进行充分的混合换热，吸收排汽凝结时放出的汽化潜热，使补水达到真空状态下的饱和温度，除去补充水中的氧气。特殊情况下，补充水不能 在排汽的加热下达到完全除氧，我们可以在凝汽器热水井设备鼓泡除氧装置，以较高温度的 蒸汽对补水进行再次加热，使之达到饱和度，实现彻底除氧。
在最大工业抽汽工况下，由于6、7、8号低加切除，仅5号低加运行，所以5号低加所需抽汽量增大，抽汽管道流速达到110m/s，以使进入高压除氧器的水温为154.1℃，保证高压除氧器的除氧效果。
该方案采用喷射式凝汽器设计技术和鼓泡式除氧器技术，补充水在凝汽器内进行真空除氧，在大型凝汽式机组和中小型供热机组上已普遍采用。该方案不但系统简单，投资省，而且补充水可以在凝汽器中充分吸收汽轮机排汽的废热，并增大了低压抽汽的流量，减少了能级较高的高压抽汽的流量，从而大大提高机组的运行效率，经济性较高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 主要辅机设备的选型及运行
由于供热机组的特殊性，在供工业抽汽时，排汽量较小，以较小的冷却水流量即可满足运行要求，相应地，冷却塔的冷却面积以及循环水泵的容量也可减少。但是由于供热量的季节性变化，而且还要求机组在凝汽工况时能带额定电负荷运行，所以对于其辅机的运行经济性提出了更高的要求，要在各种工况下都能保持良好的经济性和可靠性。
2.1 循环水泵的选型
国内大型机组一般每台机组配2台循环水泵，正常运行时一运一备。在冬季工业热负荷较大时，排汽量较小，同时循环水温度较低，此时仍保持一台定速循环水泵运行就很不经济。甚至一台泵供两台机组还有富余。而实际上为了保证机组的安全运行，此时仍保持每台机配一台泵运行方式，厂用电浪费很大。为此，建议在循环水泵的设计选型时考虑如下方案：（1）每台机配一台额定容量的定速泵和一台调速泵，在夏季保持一台定速泵运行或根据真空情况启动调速泵配合运行；在冬季运行调速泵。这样，机组常年运行的经济性将大为提高。（2）一期工程两台机组的四台循环水泵出口设置母管制系统，其中两台调速泵、两台定速泵。在冬季可以一台调速泵供两台机组冷却用水，并设置可靠的联动装置。
2.2 凝结水泵
国产大型机组的凝结水泵一般采用每台机配两台100%容量的立式多级泵。对于供热机组，在补水补入低压除氧器时，由于供工业热负荷时凝汽量较小，运行一台凝结水泵很不经济，建议采用3台50%容量的凝结水泵，提高调节的灵活性和运行的经济性。
2.3 热网循环泵
热网系统运行中普遍存在如下问题：（1）采暖热负荷随季节和气温的变化而变化； （2）热网系统的容量和规模不是一成不变的，在电厂建成后，热网系统不断发展扩大，所以在热网系统的设计时应考虑对热负荷中长期发展的适应性；（3）热网系统的运行可靠性问题。如郑州热电厂曾发生过热网系统水冲击事故，因此热网循环水泵之间不能互相联动备用影响着供热的可靠性。 这些问题的解决，要求采用调速型的热网循环水泵，以提高对负荷的适应性和运行的经济性以及可靠性。
2.4 热网加热器
热网加热器是热网系统的关键设备之一，不但要保证经济运行，更重要的是保证其运行可靠性。大型供热机组一般配备换热面积为1000平方米以上的热网加热器，其经常出现的问题是管束泄漏、堵塞以及结垢等，其运行的可靠性直接与热网系统的水质、加热器的结构以及保养方式有关。为此，建议采取以下措施：（1）采用进行化学处理的软化水作为热网系统的补充水。郑州热电厂曾因热网系统容积大、充水时间长而将循环水作为热网补充水，结果造成热网加热器结垢、堵塞以及泄漏十分严重，影响了供热的可靠性。（2）正常投运热网补充水除氧器，使进入热网系统的水质不含腐蚀性气体，减少对热网加热器以及系统的腐蚀。（3）在热网循环泵入口加装过滤装置，避免热网系统的脏物进入加热器内。（4）加强热网系统的保养，在系统停运期间采取保养措施，或专门对热网加热器进行封闭式的加药保养及充氮保养。
3 结束语
尽管我国大型供热机组发展的时间不长，并且存在上述各种问题，随着社会的进步，科技的发展，许多有志之士已经在实践中积累了很多经验，基本上掌握了大型供热机组的性能和运行规律，逐步找到了解决问题的办法。所以，大型供热机组的设计制造和运行技术已基本成熟，可以满足热电事业发展的需要。
参考文献：
[1]周海龙.某凝汽机组供热改造及改造前后的热经济性分析[J].科技创新导报，2012（02）：92.
[2]郑莆燕，柴国旭，任建兴.供热改造机组运行性能研究[J].华东电力，2013年6月第41卷第6期：1393.
论文作者:沈浩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/22
标签：机组论文; 系统论文; 凝汽器论文; 水泵论文; 补水论文; 加热器论文; 负荷论文; 《基层建设》2017年第36期论文;