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          基于能級匹配的供熱首站壓力分級研究

          欄目:協會論文集 發布時間:2020-04-26

          基于能級匹配的供熱首站壓力分級研究
          肖克

             要:簡要介紹某熱電廠供熱首站投入后的供熱參數及用戶情況,并結合熱用戶的情況,將四個高、中壓供熱聯箱并列運行方式,改為分級、分層次運行方式,優化供熱運行方式,達到能級匹配、節能降耗的目的。

          關鍵詞:能級匹配;集中供熱 ;供熱首站; 壓力分級

           1 引言

          目前在役的熱電聯產機組普遍存在供熱蒸汽參數高、?損失大、?效率低等問題,近年熱電機組對多種供熱模式進行改進,發揮了較大的節能減排效益。本文針對某熱電廠供熱現狀,從機組、熱源和熱用戶進行系統性的綜合分析,特別是針對調峰需求的機組進行優化,降低供熱過程中的?損,提高經濟效益。

           2 設備簡介

          熱電廠一期裝設2300MW亞臨界燃煤火電機組,汽輪機均為哈爾濱汽輪機廠生產的亞臨界、單軸、雙缸雙排汽、八級回熱抽汽、中間再熱凝汽式汽輪機。一期工程在2009年進行過供熱改造,改造后一期兩臺機組每臺機高壓蒸汽對外供熱流量為165 t/h(參數為4.1MPa,420℃),兩臺機互為備用。同時,一期單臺機中壓蒸汽對外供熱流量為140t/h(參數為2.3MPa,350℃)。

          熱電廠二期裝設2670MW超臨界燃煤火電機組,汽輪機均為哈爾濱汽輪機廠生產的超臨界、單軸、三缸四排汽、八級回熱抽汽、中間再熱凝汽式汽輪機。二期工程在2012年進行過供熱改造,改造后每臺機組供熱能力在300t/h以上。

          2016年,為了提高供熱的安全性和可靠性,對二期機組進行了供熱改造,并建立供熱首站系統,將一期和二期供熱系統聯通起來,有效提高了供熱系統的靈活性和可靠性。

           3 問題描述

          熱電廠所在的石化工業區現有熱用戶的工業類型有石化、氯堿、糧油、建材等,產業結構比較多樣化。熱負荷種類主要是生產工藝熱負荷,全年熱負荷比較穩定,隨季節變化而引起的熱負荷變化較小。要求的供熱介質為過熱蒸汽和飽和蒸汽,壓力等級較多,需求量多,總供熱量達450t/h以上。從實際運行中各熱負荷壓力數據可以看出,熱用戶蒸汽壓力要求跨度大,高壓用戶壓力要求2.34.1MPa,中壓用戶壓力要求1.12.5MPa,如不進行能級匹配,將造成較大的?損失。

          1 熱負荷壓力等級

           

           4 優化改造研究

          4.1 研究目的

          本次研究主要目的是降低機組的供電煤耗率,其中重點任務是通過對供熱首站高中壓聯箱進行壓力分級控制,以達到提高機組供熱能力和降低供熱壓力損耗。

          4.2 優化改造方案

          4.2.1高壓聯箱壓力分級控制

          高壓用戶1和高壓用戶3共用一個首站高壓聯箱A,壓力控制3.63.8MPa,熱用戶流量150t/h;高壓用戶2單獨使用首站高壓聯箱B,壓力控制2.32.7MPa,熱用戶流量30t/h。


          4.2.2中壓聯箱壓力分級控制

           中壓管線1和中壓管線2共用一個首站中壓聯箱A,壓力控制1.62.0MPa,熱用戶流量約130t/h;中壓管線3單獨使用首站中壓聯箱B,壓力控制2.12.5MPa,熱用戶流量35t/h。


          4.2.3
          機組供汽側運行方式

              按照機組運行方式提供相應的分級方案。從四臺機組運行、“兩大一小”機組運行和“兩小一大”機組運行,進行分別介紹。按一期機組負荷230MW以上,二期機組負荷500MW以上進行分析。

          4.2.3.1 四臺機組運行

              #3、#4機供熱混溫聯箱供首站高壓聯箱A,#1、#2機一抽供熱供首站高壓聯箱B;

              #1、#2機熱再和#3機供熱混溫聯箱供首站中壓聯箱A,#4機供熱混溫聯箱供首站中壓聯箱B。

          4.2.3.2 “兩大一小”機組運行

              #3、#4機供熱混溫聯箱供首站高壓聯箱A,一期機組高壓供熱供首站高壓聯箱B;

          一期機組熱再和#3機供熱混溫聯箱供首站中壓聯箱A,#4機供熱混溫聯箱供首站中壓聯箱B。

          4.2.3.3 “兩小一大”機組運行

              二期機組供熱混溫聯箱供首站高壓聯箱A,一期機組一抽供熱供首站高壓聯箱B;

              一期機組熱再和二期機組供熱混溫聯箱供首站中壓聯箱A,二期機組供熱混溫聯箱供首站中壓聯箱B。

          4.2.4 增設二期機組一抽至供熱混溫聯箱管道

              二期機組負荷500MW,一抽壓力5.5MPa、溫度360℃,一抽壓力和溫度均達到供熱參數要求,可增設從二期機組一抽至首站高壓聯箱供汽管道。

           5 效益分析

          5.1 經濟效益

          因一期機組的中壓供熱能力受用戶壓力等級影響較大。通過分級,一期機組中壓僅需供給首站中壓聯箱A(聯箱壓力:1.62.0MPa),對比供給首站中壓聯箱B(聯箱壓力:2.12.5MPa),聯箱壓力差0.5MPa。

          式中Q--流量,m3/S,

          μ--流量系數,取值0.65,

          A--面積,㎡,Φ 273.05*15.06,

          P--壓差,單位Pa,

          ρ--工質密度,g/m3,10.04g/m3。

          經計算得出,聯箱壓力差0.5MPa,可提高中壓供熱能力4.3t/h。

          高壓用戶通過分級,高壓用戶2可使用二期機組再熱蒸汽進行能級匹配供熱,高壓用戶2供熱流量為30t/h。

          2 經濟效益分析

           

          5.2 安全效益

                改造后增設邏輯,兩個聯箱供熱參數異常時,連鎖開啟對應閥門,保證聯箱有效互為備用。

           6 結束語

          供熱研究是熱電機組的效益增長核心課題之一,而工業供熱對蒸汽參數要求高且多種多樣。通過對大容量熱電聯產機組高參數供熱特點,研究與之匹配的供熱運行方式,進行高中壓聯箱壓力分級研究,在確保供熱安全穩定性的前提下,增加了機組的供熱能力,同時也取得較好的經濟效益。

          隨著工業園區的發展、熱用戶的不斷增加,需開發的新的供熱汽源來保證用戶的需求,后續對熱電機組供熱運行研究仍然是一個不斷深化的過程,也是新的挑戰。

          參考文獻

          [1] 付懷仁,宋春節、叢春華.燃煤電廠供熱改造技術淺析[J].區域供熱,201902.

          [2] 春健.300MW純凝機組再熱蒸汽系統供熱改造方案研究[J].應用能源技術,201712.

           


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