商繼鵬，陳淑琴

（1.山西瑞光熱電有限責任公司，山西 榆次 030600；2.國網山西省電力公司電力科學研究院，山西 太原 030001）

乏汽綜合利用改造技術在300 MW直接空冷機組中的應用分析

商繼鵬1，陳淑琴2

（1.山西瑞光熱電有限責任公司，山西 榆次 030600；2.國網山西省電力公司電力科學研究院，山西 太原 030001）

山西瑞光熱電有限責任公司1號直接空冷機組利用乏汽綜合利用技術進行了改造，有效提高了電廠冬季采暖期的供熱能力，增加了供熱面積，滿足了太原、晉中兩市的供熱要求，并為增設尖峰冷卻系統(tǒng)降低機組夏季運行背壓奠定了基礎，達到了節(jié)能降耗的目的，有效提高了電廠的能源綜合利用效率。

乏汽改造；供熱能力；運行背壓；節(jié)能降耗

0 引言

目前，我國是世界上最大的溫室氣體排放國之一，因此“節(jié)能減排”是我國“十二五”期間社會經濟發(fā)展的一個核心問題。然而“節(jié)能減排”、保護環(huán)境的根本措施是提高能源利用率和減少余熱損失。對于火力發(fā)電廠而言，熱力系統(tǒng)的最大損失是冷端損失，直接空冷機組的冷端損失更是占到燃料總發(fā)熱量的40%以上，其乏汽熱量對于火力發(fā)電廠來說是廢熱排放，但對于僅需低品位熱源的建筑采暖而言，則構成巨大的能源浪費[1]。直接空冷機組在夏季運行時，由于環(huán)境溫度較高導致運行背壓高達30 kPa以上，甚至不能滿負荷運行，嚴重影響了機組的安全經濟運行。如果直接空冷機組在冬季將乏汽的低溫余熱充分回收用于供熱，而在夏季利用濕冷系統(tǒng)冷卻乏汽有效降低運行背壓，將大幅提高電廠的供熱能力和能源利用效率[2]，帶來巨大的節(jié)能效益、環(huán)保效益和社會效益。

1 乏汽綜合利用改造方案

山西瑞光熱電有限責任公司乏汽綜合利用改造工程考慮提高電廠冬季采暖期的供熱能力和降低機組夏季運行背壓節(jié)能降耗兩方面工作，進行乏汽余熱回收利用、夏季尖峰冷卻器及配套機力通風塔系統(tǒng)改造。采用在1號機組熱網首站前加裝側向進汽凝汽器，凝汽器面積兼顧冬季、夏季運行工況；從空冷大排汽管道端部開孔，直接將汽輪機排汽中的一部分送入就近布置的濕冷凝汽器，利用電廠熱網循環(huán)水或夏季機力通風塔循環(huán)水冷凝進入其中的乏汽，剩余蒸汽仍通過空冷凝汽器冷卻，冷凝后的凝結水均自流進入主機排汽裝置。

1.1 乏汽余熱回收改造

山西瑞光熱電有限責任公司額定設計供熱能力為698MW，折合供熱面積約1 269萬m2（采暖熱指標按55W/m2計算），不能滿足太原、晉中的供熱需求。為此山西瑞光熱電有限責任公司擬進行1臺機組的乏汽余熱回收改造，回收乏汽約150 t/h時，可增加供熱能力100 MW，增加供熱面積約181萬m2。1臺機組乏汽余熱回收改造項目實施后，山西瑞光熱電有限責任公司全廠供熱面積到達1 450萬m2，可以滿足太原、晉中兩市的供熱要求。

改造后利用凝汽器回收機組乏汽余熱將熱網循環(huán)回水從41.5℃加熱至49℃，接著通過1號機組基本熱網加熱器加熱至75℃。其中3 300 t/h的循環(huán)水直接供晉中熱網，剩余8 000 t/h的循環(huán)水通過2號機組尖峰熱網加熱器加熱至115℃供太原熱網。系統(tǒng)流程詳見圖1。

圖1 1號機組乏汽綜合利用流程

1.2 尖峰冷卻系統(tǒng)改造

采暖期過后，加裝的凝汽器可以作為尖峰冷卻器使用，但需要配套進行機力通風塔濕冷系統(tǒng)、循環(huán)水泵改造。山西瑞光熱電有限責任公司一期場地沒有布置尖峰冷卻器配套機力通風塔及循環(huán)水泵的位置，擬將機力通風塔及循環(huán)水泵布置在廠區(qū)擴建端。根據(jù)現(xiàn)場熱網管道布置情況，計劃充分利用現(xiàn)有熱網管道充當夏季尖峰冷卻器投運時的循環(huán)水管道，從而降低成本。

1.3 改造方案的效果預計

通過實施上述改造方案，冬季能回收150 t/h乏汽，擴大供熱能力100MW，如果在運行中提高1號機組排汽壓力，可進一步提升熱網循環(huán)出水溫度，乏汽余熱回收效果將更為顯著；夏季運行背壓可由原來的35 kPa降至約20～25 kPa，降低幅度約 10～15 kPa。

2 資金投入及收益情況

2.1 方案資金投入情況

改造方案采用分步實施、分段投資，首先進行1號機組乏汽余熱回收改造，加裝1臺凝汽器，投資約2 500萬元。然后進行1號機組尖峰冷卻器配套機力通風塔及循環(huán)水泵改造，投資約2 350萬元。兩項總投資4 850萬元。

2.2 節(jié)能量預算

2.2.1 供熱節(jié)能測算

1 號機組供熱改造后可回收乏汽余熱100MW，擴大供熱面積181萬m2，年回收乏汽余熱85萬GJ，節(jié)煤2.9萬t。

2.2.2 夏季尖峰冷卻節(jié)能測算

夏季投入尖峰冷卻器系統(tǒng)機組背壓可降低 10～15 kPa，取 12.5 kPa。每 kPa對應煤耗1.6 g/（kW·h），12.5 kPa折 20 g/（kW·h）。按一年尖峰冷卻器投運4個月，機組負荷率為80%計算，單臺機組夏季發(fā)電量為7億kW·h；夏季因尖峰冷卻節(jié)約煤量1.4萬t。

2.3 工程經濟性分析

工程靜態(tài)投資：4 850萬元。

年新增效益：2 150萬元（按標煤單價500元/t計算）。

年新增成本：822萬元；

其中包括：大修費：投資×2%=97萬元；

財務費：4 850×6.5%=315萬元；

水費：夏季耗水量為73萬m3，費用為73×2.5＝183萬；

電費：全年耗電量為576萬kW·h，費用為576×0.393 7＝227萬。

年實現(xiàn)利潤：1 328萬元。

靜態(tài)回收投資年限：3.7 a。

2.4 資源綜合利用量及社會經濟效益

本項目年可節(jié)約煤總量為4.3萬t。減少SO2排放量0.1萬t，減少CO2排放量9.93萬t，減少NO x排放量97.5 t，減少煙塵排放量0.08萬t，減排灰渣1.61萬t。

3 結束語

山西瑞光熱電有限責任公司對1號機組的乏汽供熱改造已經完成，夏季尖峰冷卻改造正在進行。通過改造有效提高了電廠的供熱能力，增加了供熱面積，滿足了太原、晉中兩市的供熱要求。夏季尖峰冷卻改造實施后可降低主機背壓10～15 kPa，進一步提升機組的安全經濟運行水平。乏汽綜合利用改造技術使山西瑞光熱電有限責任公司的能耗水平、污染物排放水平明顯降低，能源綜合利用效率有效提高，收到了很好的經濟和社會效益，為進一步提高直接空冷機組的安全經濟運行水平提供了新途徑。

［1］ 陳東，謝冬梅，李心剛.電廠余熱資源的有效利用［J］.節(jié)能與環(huán)保，2006（4）：32-34.

［2］ 鄭體寬.熱力發(fā)電廠 ［M］.北京:中國電力出版社，1997：126-134.

Application of Exhausted Steam Com prehensive Utilization Technology on 300MW Direct Air Cooling Unit

SHANG Ji-peng1，CHEN Shu-qing2
（1.Shanxi Ruiguang Thermal Power Co.，Ltd.，Yuci，Shanxi 030600，China;2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Exhausted steam comprehensive utilization technology was adopted for No.1 directair cooling unit to be transformed in Ruiguang Thermal Power Plant,which effectively improved the heating capacity of the power plant in winter heating period，and heating areawas increased，which canmeet the requirements for Taiyuan and Jinzhong.Besides，it laid the foundation for adding aiguille cooling system in summer to reduce unit operating back pressure so as to be energy-saving and consumption-reduced.To conclude，the comprehensiveefficiency ofpowerplant'senergy usewas improved.

exhausted steam utility technology transformation；heating capacity；operating back pressure；energy saving and consumption reduction

TK175

B

1671-0320（2014）03-0063-03

2014-02-12，

2014-03-20

商繼鵬（1972-），男，山西陽泉人，2009年畢業(yè)于中北大學熱能動力專業(yè)，工程師，從事電廠技術管理工作；陳淑琴（1972-），女，山西應縣人，2008年畢業(yè)于山西大學工程學院熱能動力專業(yè)，工程師，從事火電廠節(jié)能工作。