楊波 范建清

摘要：為了響應(yīng)國(guó)家“上大壓小”節(jié)能減排的政策，越來(lái)越多電力企業(yè)對(duì)現(xiàn)有大型機(jī)組進(jìn)行供熱改造。而在改造中應(yīng)用壓力匹配器以提高供熱經(jīng)濟(jì)性，成為了供熱改造的新趨勢(shì)。本文以蘇州望亭發(fā)電廠2012年進(jìn)行的供熱改造作為參考案例，介紹了壓力匹配器的原理、結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)方式以及投運(yùn)后的具體情況。為同類機(jī)組的改造及運(yùn)行提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大型機(jī)組；供熱改造；壓力匹配器

1.前言

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越引起國(guó)家的重視。針對(duì)排污大戶的電力行業(yè)，國(guó)家制定了“上大壓小”等有針對(duì)性的節(jié)能減排政策。為了更好利用相關(guān)政策，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越多的電力企業(yè)選擇了對(duì)現(xiàn)有機(jī)組進(jìn)行供熱改造。截止2009年12月，江蘇省有約20家發(fā)電廠共60臺(tái)135 MW，300MW，600 MW機(jī)組已進(jìn)行或正準(zhǔn)備進(jìn)行供熱改造。[1]而為了同時(shí)滿足供熱需求及提高供熱經(jīng)濟(jì)性，在供熱改造中應(yīng)用壓力匹配器成為了越來(lái)越多電力企業(yè)的選擇。本文將以望亭發(fā)電廠2012年進(jìn)行的供熱改造為例，進(jìn)行說(shuō)明。

2.壓力匹配器在供熱改造中的應(yīng)用

2.1 壓力匹配器的構(gòu)造及原理

圖2-1 壓力匹配器原理圖

汽輪機(jī)壓力匹配器是用噴射原理（如圖2-1），以高壓蒸汽作為驅(qū)動(dòng)汽通過(guò)高速噴咀引射汽輪機(jī)的部分抽汽和背壓汽等較低壓力的蒸汽（即為吸入汽），使之壓力提高，以滿足各種不同蒸汽壓力用戶要求的一種高效節(jié)能設(shè)備。在驅(qū)動(dòng)汽入口安裝調(diào)節(jié)閥門，用以控制匹配器供汽量。

2.2 在供熱改造中應(yīng)用壓力匹配器的優(yōu)勢(shì)

機(jī)組供熱改造的方式可以分為兩種，一種是對(duì)汽輪機(jī)整體進(jìn)行重新設(shè)計(jì)改造，專門設(shè)計(jì)一路抽汽用以供熱；另一種則是利用現(xiàn)有抽汽進(jìn)行供熱。前一種方式雖然安全性高，參數(shù)穩(wěn)定，但投資大，改造周期長(zhǎng)，故大部分電力企業(yè)均采用后一種方式進(jìn)行改造。

而在傳統(tǒng)利用現(xiàn)有抽汽進(jìn)行改造過(guò)程中，均存在著很大的節(jié)流及壓降損失。根據(jù)外廠經(jīng)驗(yàn)，一臺(tái)330MW機(jī)組高壓缸排汽壓力為3.7MPa左右。要降壓到1.5MPa左右供熱。中壓缸到低壓缸聯(lián)通管上開孔抽汽，壓力也在0.9MPa左右，而生活用汽一般0.4MPa就足夠了，也造成了由0.9MPa到0.4MPa的節(jié)流損失，在供生活用汽250t/h時(shí)，損失發(fā)電能力1000萬(wàn)kW左右。[2]因此，利用壓力匹配器，從機(jī)組抽汽中選取高、低兩組汽源進(jìn)行綜合利用，成為了提高機(jī)組供熱經(jīng)濟(jì)性的絕佳方法。

3.參考供熱系統(tǒng)改造情況簡(jiǎn)介

本文參考供熱系統(tǒng)主要由兩條供熱線路組成，主要供熱機(jī)組為2臺(tái)凝氣式330MW燃煤機(jī)組（分別是11號(hào)機(jī)組、14號(hào)機(jī)組）,另設(shè)2臺(tái)凝氣式660MW燃煤機(jī)組（分別是3號(hào)機(jī)組、4號(hào)機(jī)組）作為備用。正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)匹配器分別由11號(hào)機(jī)組熱再、14號(hào)機(jī)組熱再，作為匹配器驅(qū)動(dòng)汽汽源，將11號(hào)機(jī)組中排作為匹配器吸入汽汽源。

4.壓力匹配器實(shí)際運(yùn)行情況分析

為驗(yàn)證匹配器的經(jīng)濟(jì)性及調(diào)節(jié)特性，在只投運(yùn)一臺(tái)匹配器（由11號(hào)機(jī)組熱再抽汽作為驅(qū)動(dòng)汽汽源，由11號(hào)機(jī)組中排抽汽作為吸入汽汽源），對(duì)匹配器進(jìn)行變工況數(shù)據(jù)采集。

對(duì)于壓力匹配器來(lái)說(shuō)，影響其工況的參數(shù)主要有：驅(qū)動(dòng)汽壓力、吸入汽壓力、匹配器調(diào)壓閥開度。而判定其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性主要參考數(shù)據(jù)為吸收比，即吸入汽流量/驅(qū)動(dòng)汽流量。為此，分別選取3組工況數(shù)據(jù)作為對(duì)比試驗(yàn)。具體數(shù)據(jù)如下。

工況1：驅(qū)動(dòng)汽壓力2.7MP，吸入汽壓力0.9MPa

匹配器調(diào)壓閥開度（%） 驅(qū)動(dòng)汽流量

（t/h） 吸入汽流量

（t/h） 吸收比

49 37 0 0

52 39 7 0.18

58 39 14 0.36

63 44 11 0.25

69 45 14 0.31

75 46 22 0.48

80 54 24 0.44

表4-1工況1狀態(tài)下匹配器主要參數(shù)變化數(shù)據(jù)

工況2：驅(qū)動(dòng)汽壓力2.8MP，吸入汽壓力0.9MPa

匹配器調(diào)壓閥開度(%) 驅(qū)動(dòng)汽流量

（t/h） 吸入汽流量

（t/h） 吸收比

49 38 0 0

50 39 10 0.26

51 40 18 0.45

55 43 20 0.47

62 47 22 0.47

65 48 26 0.54

77 54 36 0.57

81 57 38 0.67

表4-2工況2狀態(tài)下匹配器主要參數(shù)變化數(shù)據(jù)

由表4-1、表4-2中數(shù)據(jù)可以很明顯的分析得出，當(dāng)匹配器調(diào)壓閥開度低至一定程度時(shí)，即驅(qū)動(dòng)汽流量過(guò)低時(shí)，吸入汽流量將到零。同時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力約接近匹配器額定值時(shí)，其吸收比越大。

工況3：驅(qū)動(dòng)汽壓力2.9MPa，匹配器調(diào)壓閥開度55%

吸入汽壓力(MPa) 驅(qū)動(dòng)汽流量

(MPa) 吸入汽流量

(MPa) 吸收比

0.887 41 0 0.00

0.887 42 5 0.12

0.887 43 6 0.14

0.887 43 7 0.16

0.894 43 7 0.16

0.894 44 9 0.20

0.894 44 10 0.23

0.894 45 12 0.27

0.886 45 13 0.29

表4-3 工況3狀態(tài)下匹配器主要參數(shù)變化數(shù)據(jù)

由表4-3可以看出，在驅(qū)動(dòng)汽壓力、匹配器調(diào)壓閥開度保持基本不變的前提下，提高吸入汽壓力可以一定程度上改善吸收比。

5.結(jié)論

通過(guò)參考機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行，經(jīng)過(guò)上述數(shù)據(jù)分析，可以得出一下結(jié)論：

(1) 利用匹配器供熱改造后，確實(shí)能夠在滿足供熱參數(shù)需要的前提下，減少高壓抽汽的使用量，即有效提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

(2) 當(dāng)驅(qū)動(dòng)汽流量過(guò)低時(shí)，匹配器將無(wú)法實(shí)現(xiàn)抽吸吸入汽，即匹配器將失效。

(3) 當(dāng)其余工況相似的情況下，提高驅(qū)動(dòng)汽壓力，越接近匹配器設(shè)計(jì)值，其吸收比越高。

(4) 當(dāng)其余工況相似的情況下，提高驅(qū)動(dòng)汽壓力，越接近匹配器設(shè)計(jì)值，其吸收比越高。

由于大部分進(jìn)行供熱改造的大型機(jī)組同時(shí)承擔(dān)著供電任務(wù)，故工況很難維持在設(shè)計(jì)值。如能在運(yùn)行中，參考上述經(jīng)驗(yàn)，將可以一定程度上提高供熱經(jīng)濟(jì)性。

6.參考文獻(xiàn)

[1]陳國(guó)年，劉今，周強(qiáng)，盧承斌。凝汽機(jī)組改供熱后對(duì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響分析[J].江蘇電機(jī)工程，2011年1月第30卷第1期，9-13。

[2]王汝武。大型凝汽機(jī)組改造成供熱機(jī)組的最佳途徑[J].節(jié)能與環(huán)保，2009年第6期，53-54。