毛小鵬 蔣全球 魏軍偉

（國電濮陽熱電有限公司，河南 濮陽，457000）

1 改造背景

國電濮陽熱電有限公司 （以下簡稱濮陽公司）現(xiàn)裝機(jī)容量為2×210MW供熱機(jī)組，分別于2006年4月和2006年9月投產(chǎn)。汽輪機(jī)為由東方汽輪機(jī)廠制造的C210/150-12.75/0.325/535/535型凝汽式供熱汽輪機(jī)；發(fā)電機(jī)為由東方電機(jī)股份有限公司制造的QFSN-210-2型發(fā)電機(jī)；鍋爐為由東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG670/13.7-19型超高壓汽包爐。濮陽公司原設(shè)計(jì)為凝汽式供熱汽輪機(jī)，額定采暖供熱工況下，采暖供熱抽汽壓力為0.325MPa，采暖供熱蒸汽流量為350t/h。2007年～2009年濮陽公司進(jìn)行了中壓工業(yè)抽汽改造，從再熱熱段抽汽經(jīng)減溫減壓后對外供汽，設(shè)計(jì)參數(shù)為：壓力為1.6MPa，溫度為320℃，抽汽流量為90t/h。

濮陽公司地處濮陽市西部工業(yè)區(qū)，周圍化工業(yè)發(fā)達(dá)，對供熱用汽的需求越來越大。根據(jù)中原乙烯及永龍化工等用戶的用汽需求，2011年濮陽公司各等級工業(yè)抽汽總流量為150～260t/h，正常供汽流量為150t/h，現(xiàn)有機(jī)組已無法滿足工業(yè)用戶需要。為進(jìn)一步開拓工業(yè)抽汽供熱市場，優(yōu)化公司機(jī)組指標(biāo)，增強(qiáng)公司市場競爭能力，濮陽公司實(shí)施了高中壓工業(yè)抽汽供熱節(jié)能改造 （以下簡稱供熱改造）工作。

2 供熱改造實(shí)施

2.1 供熱改造方案論證

濮陽公司積極主動和國電科學(xué)技術(shù)研究院北京分院開展合作，對供熱改造方案進(jìn)行優(yōu)化，委托東方汽輪機(jī)廠和東方鍋爐廠對供熱改造進(jìn)行了可行性分析，結(jié)合工業(yè)抽汽供熱市場制定了供熱改造方案。通過利用 “中壓調(diào)節(jié)閥參調(diào)”和 “蒸汽壓力匹配”技術(shù)對汽輪機(jī)本體及系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)80t/h高壓抽汽供熱能力和250t/h中壓抽汽供熱能力，滿足日益增長的工業(yè)蒸汽熱負(fù)荷需要，具體改造方案如下。

2.1.1 高壓工業(yè)抽汽改造方案

高壓工業(yè)抽汽供熱改造采用主蒸汽引射再熱熱段蒸汽的方案，將主蒸汽和再熱蒸汽兩種不同參數(shù)蒸汽匹配減溫后，實(shí)現(xiàn)參數(shù)4.2MPa/420℃、抽汽量為80t/h的供汽能力。抽汽管道上安裝抽汽逆止閥、抽汽快關(guān)閥及安全閥等，具體系統(tǒng)見圖1。

2.1.2 中壓工業(yè)抽汽改造方案

中壓工業(yè)抽汽供熱改造由再熱熱段抽汽，在中壓調(diào)門參調(diào)下配合減溫減壓裝置，實(shí)現(xiàn)參數(shù)1.6MPa/320℃、抽汽量250t/h的供汽能力。抽汽管道上安裝抽汽逆止閥、抽汽快關(guān)閥及安全閥等，具體系統(tǒng)見圖1。

圖1 供熱改造方案示意圖

2.1.3 汽輪機(jī)本體改造及安全校核

2.1.3.1 推力軸承改造及軸向推力校核

原設(shè)計(jì)額定工況下，汽輪機(jī)軸向推力為正向推力約為+10000kgf。供熱抽汽后，通流級反動度及部分輪轂上承受的壓力發(fā)生變化，從而引起機(jī)組軸向推力發(fā)生變化。經(jīng)核算，抽汽后軸向推力有明顯的下降趨勢，總軸向推力有負(fù)向增大的趨勢，各工況軸向推力詳見表1。機(jī)組原推力軸承只能承受正向軸向推力，供熱改造后汽輪機(jī)推力軸承需重新設(shè)計(jì)可承受雙向軸向推力。改造后，可以滿足各純凝工況和抽汽工況下汽機(jī)本體的安全運(yùn)行。

表1 汽輪機(jī)組各工況軸向推力

2.1.3.2 中壓調(diào)節(jié)閥參調(diào)改造及高壓轉(zhuǎn)子強(qiáng)度校核

在大流量的高中壓工業(yè)抽汽工況下，一方面要保證汽輪機(jī)高壓部分特別是高壓轉(zhuǎn)子末兩級葉片的安全，另一方面要保證中壓供汽壓力。這樣就要求中壓調(diào)節(jié)閥隨機(jī)組運(yùn)行工況參與調(diào)整，將原設(shè)計(jì)功能為常開常閉的中壓調(diào)節(jié)閥改為隨機(jī)調(diào)節(jié)閥，改造后的中壓調(diào)節(jié)閥能夠隨機(jī)組工況進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)對中壓調(diào)節(jié)閥及油動機(jī)強(qiáng)度進(jìn)行安全校核，需對每臺機(jī)組兩套中調(diào)閥的閥桿、閥芯和閥座進(jìn)行改造以增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度和調(diào)節(jié)性能。增加相應(yīng)的測點(diǎn)，修改控制邏輯，實(shí)現(xiàn)中調(diào)門參調(diào)的功能，實(shí)現(xiàn)中壓供熱參數(shù)的可調(diào)。

2.1.3.3 汽輪機(jī)通流、汽缸及抽汽口校核

東方汽輪機(jī)廠對機(jī)組通流、汽缸及汽輪機(jī)回?zé)岢槠谶M(jìn)行校核滿足要求。

2.1.3.4 轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速校核

經(jīng)核算，臨界轉(zhuǎn)速基本不變，能滿足機(jī)組安全運(yùn)行的要求。

2.1.4 鍋爐受熱面全面校核

改造后，再熱器流量降低，給水溫度下降10℃，鍋爐受熱面強(qiáng)度、壁溫及減溫水已委托東鍋進(jìn)行校核滿足要求，運(yùn)行期間需加強(qiáng)過熱器壁溫監(jiān)視。

2.1.5 高中壓工業(yè)抽汽熱工邏輯改造

對汽輪機(jī)中壓調(diào)節(jié)閥控制邏輯和供熱調(diào)節(jié)控制邏輯進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)全程自動化過程控制，實(shí)現(xiàn)雙抽可調(diào)供熱。

2.1.6 機(jī)組補(bǔ)水系統(tǒng)改造

高中壓工業(yè)抽汽供熱節(jié)能改造后機(jī)組補(bǔ)水約為360t/h，利用霧化除氧技術(shù)優(yōu)化機(jī)組補(bǔ)水系統(tǒng)改造確保給水和凝結(jié)水的含氧量合格。

2.1.7 配套建設(shè)高中壓工業(yè)抽汽管網(wǎng)

2.2 供熱改造實(shí)施

2011年4月，濮陽公司開始實(shí)施供熱改造；#2機(jī)組供熱改造于7月上旬完工并投入運(yùn)行；#1機(jī)組供熱改造于11月15日前完工；#2機(jī)供熱本體改造計(jì)劃于2012年4月實(shí)施。供熱改造主要包括前期論證、方案審查、廠內(nèi)管網(wǎng)建設(shè)、廠外管網(wǎng)建設(shè)及主機(jī)本體改造等工作，供熱改造實(shí)施分以下幾個(gè)階段：

（1）2010年7月至2011年7月，由東汽和東鍋對供熱改造進(jìn)行可行性分析。

（2）2010年11月至2011年1月，由華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司對供熱改造進(jìn)行可行性研究。

（3）2011年1月25日，河南分公司組織審查改造方案。

（4）2011年3月10日，集團(tuán)公司安生部組織對改造方案進(jìn)行審查。

（5）#2機(jī)組供熱改造于7月上旬完工并投入運(yùn)行。

（6）#1機(jī)組供熱改造于11月15日前完工。

（7）#2機(jī)供熱本體改造計(jì)劃于2012年4月實(shí)施。

3 供熱改造節(jié)能效果分析

供熱改造后，每年節(jié)約標(biāo)煤量為2.31×104t。在非采暖期，供電煤耗下降52.8g/kWh，利用小時(shí)數(shù)以2500h計(jì)算，改造后供電量為2.756×108kWh，可節(jié)約標(biāo)煤14556t；在采暖期，供電煤耗下降36.3g/kWh，利用小時(shí)數(shù)以1000h計(jì)算，改造后供電量為2.3745×108kWh，可節(jié)約標(biāo)煤8608t； 具體見表2。

表2 供熱改造節(jié)能效果分析一覽表

4 工業(yè)抽汽供熱改造經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 工業(yè)抽汽供熱改造投資

供熱改造主要包括主機(jī)本體改造費(fèi)用662萬元；管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用1100萬元；高壓蒸汽壓力匹配器及減溫減壓器設(shè)備費(fèi)用432萬元；熱工控制系統(tǒng)改造費(fèi)用275萬元；機(jī)組補(bǔ)水系統(tǒng)改造費(fèi)用172萬元等；供熱改造費(fèi)用合計(jì)為3638萬元，具體見表3。

表3 供熱改造投資一覽表

4.2 工業(yè)抽汽供熱改造收益核算

4.2.1 節(jié)煤量收益

供熱改造后，每年節(jié)標(biāo)煤量為2.31×104t，按照每噸標(biāo)煤為1000元，則每年收益為2310萬元。

4.2.2 供熱收益

供熱改造后，每年對外供熱為450×104GJ，按照供熱利潤4元/GJ，則每年供熱收益為1800萬元。

4.2.3 供熱總收益

供熱改造后，每年供熱總收益為4110萬元。

4.3 工業(yè)抽汽供熱改造經(jīng)濟(jì)性評價(jià)

供熱改造后，每年供熱收益為4110萬元，投資回收期約為0.88年，工業(yè)抽汽供熱改造效益顯著。

5 結(jié)束語

濮陽公司通過供熱改造搶占了工業(yè)抽汽供熱市場，優(yōu)化了公司機(jī)組指標(biāo)，增強(qiáng)了公司市場競爭能力和盈利水平，供熱改造效益顯著，2011年11月份實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)6年來首次盈利。2011年濮陽公司供電煤耗降至294.81g/kWh，#1、#2機(jī)組供電煤耗在集團(tuán)公司同類機(jī)組中穩(wěn)居第一、第二位，達(dá)到了全國同類型機(jī)組先進(jìn)水平。濮陽公司始終把開拓工業(yè)抽汽供熱市場作為企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的第一要?jiǎng)?wù)，全力爭取2012年實(shí)現(xiàn)扭虧為盈的目標(biāo)，為創(chuàng)新電廠經(jīng)營模式，加快建設(shè) “綜合經(jīng)營型、節(jié)能環(huán)保型、安全和諧型”電廠奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]翦天聰.汽輪機(jī)原理.水利電力出版社,1992

[2]李青,張興營,徐先照.火力發(fā)電廠生產(chǎn)指標(biāo)管理手冊.中國電力出版社,2007