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1、中压参数热电厂高压迭置的改造分析王 斌 1 叶 雯 2 吴 晓 奇 1 侯 军 锁 1（1703 研究所无锡分部 2无锡华光锅炉股份有限公司）摘 要：我国南方地区在 20 世纪 80 年代由于电力供应的严重缺口，不少地方自筹资金，兴建了一批小型地方区域性热电厂，这对缓解电力的供求矛盾，促进地方经济的发展起到了极其重要的作用，但由于机组容量偏小，热效率低、发电和供热煤耗较高，在燃煤价格不断上扬的形势下难以维持正常运行。无锡市热电厂根据我所高压迭置的设计思路进行的改扩建工程，热化发电率提高了46，供热和供电煤耗下降了 20，为此类热电厂提供了可供借鉴的方案。关键词：高压迭置 节能 改造分析 一、前
2、言我国南方地区在 20 世纪 80 年代兴建了不少小型地方区域性热电厂，因建厂初期热负荷不是太大，只限于取代效率低下的独立小锅炉房及缓解电力的供求矛盾，所选用的机炉一般都采用中温、中压参数的 35t/h 链条炉或抛煤炉及 3MW 12MW 的抽凝机或背压机，普遍配用水膜除尘，烟气无脱硫设施，循环水基本为开式直流，这些地方热电厂对缓解当时电力的供求矛盾，增加地方的就业人数，促进地方经济的发展起到了极其重要的作用，具有较大的节能效益、社会效益和环保效益。随着近十几年来经济的高速发展，供热负荷的不断增加，热负荷波动范围的加大，国家对废气排放要求的加强，特别是近年来燃煤价格的持续高涨，电力行业的竞争正
3、逐步加剧，这些效率低的热电设备配置已难以维持企业生存及满足社会日益发展的需求，地方热电企业出现生存危机，而随着城市规模的迅速扩大，这些热电厂现基本上都已纳入市区范围，用地紧张，在正常热 电 生 产 情 况 下 在 原 场 地 上 改 建 高 效 低 耗 的 热 电 厂 较 为 困 难 ， 如 何 进 行 技术 改 造 ， 提 高 企 业 的 综 合 效益，增强企业的生机和活力，使企业在激烈的市场竞争中站稳脚根，我 所 通 过 对 无 锡 市 热 电 厂 的 扩 容 改 造 设 计 积 累 了 一 定 的 经 验 ，也 为 此 类 热 电 厂 的 可 持 续 发 展 提 供 了 一 个 值 得
4、借 鉴 的 范 例 。二、热电厂概况无锡市热电厂（以下简称热电厂）位于无锡市北塘区，北枕京杭大运河，南望惠山，属于地方区域性热电厂。热电厂装机规模如下：4 台中温中压 35t/h（已扩容为 45t/h）链条炉（已改为抛煤炉） 、一台 12MW 抽凝机、一台3MW 背压机，现有热网管线 32 公里，承担周边 35 平方公里内企业和居民的生产和生活供热。2004 年供汽量 47.8 万吨，热电比 456%，发电标煤耗441g/kwh，供热标煤耗 46kg/GJ，企业热效率 55%。由于地处南方，供热负荷非常不稳定，白天高，晚上低，冬季高，夏季低，目前该厂平均热负荷为55t/h，夏季最低热负荷 40
5、t/h，冬季最大热负荷 110t/h，在冬季白天运行时热电厂已经没有备用锅炉。由于供热能力不足，不能保证供热区域内两个大的热用户（合计用量 30t/h，三班制运行）全年可靠供热，至今仍使用工业锅炉，不能进入热网。这对周边环境造成了很大的污染，也浪费了大量的能源。近年来煤价的高涨使得热电厂的生存环境变得相当艰难，热电厂机组容量偏小、参数低，煤耗较高，现有设备的供热能力不能适应热用户的不断增长等诸多因素使得热电厂的改造时机已经成熟。 三、改造方案中参数燃煤机组的改造途径主要有以下三种：1同级扩建，在主厂房扩建端新建同级参数的机组，这样运行和维护都比较方便，也能满足热负荷增长，最大限度利用了热电厂现
6、有的公用设施，但是由于工艺水平的落后，此类机组发电煤耗下降的潜力不大，特别是煤价的上涨，此类机组的生存非常困难，缺乏竞争力。2高低压并置，在主厂房扩建端外新建高参数大容量抽凝式供热机组，除了对外供热蒸汽管道外，新老机组的系统都是独立的。虽然整个热电厂的综合效益较以前有所提高，但是在供热负荷低的时候老机炉的运行大大拖累了整个热电厂的效益，如果停掉中参数汽轮发电机组又造成设备的浪费，对外供热量变化的调节手段不完善；该方案尚需增加一套循环冷却水系统，由于地方狭小，新建一套循环冷却水系统较为困难，该方案虽比前一种有所进步，但是仍然不理想。3高压迭置，在主厂房扩建端新建高参数抽背式供热机组，抽背机的中压
7、抽汽并入老锅炉中压母管供 C12 抽凝机、B3 背压机。抽背机的中压抽汽量可以070t/h 较大范围内变动。一般情况下三台老锅炉和 B3 汽轮发电机组备用。在供热负荷大的时候老锅炉及 B3 背压机投用。热负荷较低的时候全部停用老锅炉。热电厂外供热负荷可达 200t/h，而且调节能力大大提高。由于高参数抽背机和锅炉的热效率高，老厂部分锅炉停运，热电厂的经济性得到了很大改善。虽然第三种方案比较切实可行，但是直到近来年才出现了比较合适的机炉设备。130t/h 高温高压煤粉（流化床）锅炉的出现，杭州汽轮机厂引进的西门子技术生产的 12MW，8.83MPa 的高温高压抽背机组为该方案的实施提供了可能。通
8、过周密的市场调研，结合热电厂的实际情况，热电厂的扩容改造设计采用高压迭置方案。四、改造设计的概况1.设计思想本设计以最小的投资实现提高供热能力、降低能耗的目标。根据热电厂热负荷的发展趋势及投资能力，采用分期实施，逐步淘汰原有的中压老旧设备，向高温高压热电厂逐步过渡的设计思路，在确保现热电厂的正常生产条件下进行改扩建。扩容改造设计分三步走，一期先上一台 130t/h 高温高压炉、一台15MW 抽背机组，供热能力达 200t/h，发电能力达 27MW。二期再上一台 130t/h高温高压炉及一台 25MW 双抽机；三期拆除四台中压炉并在场地上再建一台130t/h 高温高压炉。最终成为三炉三机高中压迭
9、置，供汽能力达到 300t/h，发电能力达 50MW 的现代化高温高压热 电 厂 。 下 图 为 本 期 工 程 完 工 后 的 热 电 厂 的 原则 性 热 力 系 统 图 。2 设计特点节能汽轮机进汽初参数提高到 8.83Mpa，比原 C12 抽凝机热化发电率提高46。采用了 1000kW 汽动给水泵， 提高热化发电及降低厂用电，同时由于给水泵小汽轮机的转速调节范围较宽，也降低了主给水调节阀的压力损失。汽动给水泵乏汽综合利用。一部分进入低压除氧器作为加热汽源，另一部分排汽进入混合式生水加热器制备热水。锅炉送、引风机采用斩波内反馈调速装置，比调整风门可节电 35%左右，其性价比也优于高压变频
10、器。锅炉采用自动声波吹灰器，有效地减少受热管上的结垢结灰。采用了动态分离旋叶的粗粉分离器，提高了煤粉均匀性燃烧性能。磨煤机采用了粒位自寻优控制装置，每制一吨煤粉可节电 5kwh。为减少管道压力损失，抽汽流量及减温减压器流量采用弯管流量计。高压给水加热器汽源采用利用背压排汽的压力匹配器。自动化程度高在提高整个热电厂自动化程度方面，我们采取了以下措施：整个机炉采用 DCS 控制系统，提高了自动化程度，减轻了工人劳动程度，在不增加人员情况下实现扩容改造。汽 机 采 用 进 口 的 505E 调 速 器 ， 实 现 稳 定 自 动 调 整 ， 使 机 组 运 行 更 加 可 靠 稳定 。电气部分采用了
11、东大金智的综合自动化装置，所有保护全部采用南瑞继保的微机保护装置，实施了自动准同期并网，备用电源采用了快切装置。锅炉采用了徐州燃烧院的自动火监装置及东南测控的工业电视。动态分离旋叶的粗粉分离器，采用变频调节转子转速，转速调节在集控室进行。新老系统匹配新老设备匹配。我们充分利用了现有的电厂设施，输煤方面在原中压炉的皮带扩建端新接了高压炉的两条皮带；水工方面由于增加了抽背机组的空冷器和冷油器的用水，从原有循环水母管引来一根 DN250 水管；新建的工业水系统采用闭式循环冷却方式，并将老厂的工业水系统纳入其中，提高了设备的可维护性；化水方面在原有的一级除盐基础上增加了二级除盐，最大限度利用了原有的化
12、水设备，这些设计降低热电厂改造的投资总额。热电厂生产调整能力可充分发挥。供汽适应范围可从 40200t/h。增加半干法脱硫、四电场除尘，提升热电厂的环保效益。为二期留有接口、及余地。五、经济效益分析热电厂自 2005 年 7 月 8 日并网投产以来，运行指标完全达到设计目标，锅炉运行效率达 90%以上，高压机的发电标煤耗150g/kwh，高压机的供热标煤耗40kg/GJ。下表为热电厂 2004 年和 2005 年四季度同期主要技经指标对比情况：指标名称 单位 2004 2005 同比发电量 万千瓦时 2378 4698 97.6%上网电量 万千瓦时 2089 4511 116%供汽量 吨 14
13、4302 145746 1%原煤耗量 吨 43669 51105标煤耗量 吨 30132 37307发电标煤耗 克/千瓦时441 385.6 28.4供热标煤耗 克/千瓦时467 401 -35发电厂用电率 % 4.91 3.97 -0.94企业热效率 % 55 60.5 10%热电比 % 506 258 -50.98%通过高温高压机组的扩改从统计指标可得出：1 供电供汽耗煤下降。按 05 年四季产量计比 04 年节煤 4330 吨，按 05 年四季煤价 450.4 元计，一个季度可省 195 万元。2 在相同的供热量情况下，供电量可增 115。说明系统热化发电率增加，从而降低发电单耗。3 发
14、电厂用电率下降。4 锅炉平均效率 83，这是因为老锅炉同时运行。二期改造后锅炉平均效率可达 90。5 热电厂供热量再提高 20，则单耗还可下降。6 热电厂 05 年四季度还贷款利息后还有相当利润。工人增长了 10工资。企业凝聚力、竟争力大大提高。六、目前运行中存在的问题1 可靠性不高。由于一期工程只上一台高温高压炉，没有高压备用炉。2 经济性不是非常理想。为了提高供热可靠性，原有的中压锅炉不能全部停用，至今仍有二台中压炉运行，这大大拖累了整个热电厂的经济性。3 由于燃煤采用市场采购，煤质多变，设计时制粉系统中的排粉风机风压富裕近 30%，实际运行时为了维持煤粉细度，风门开度只有 35%，因而节
15、流损失较大，电厂通过对风机叶轮顶切改造，取得了一定的效果，仍存在较大的降速节电潜力。4 干灰库卸灰系统设计时按二个灰库交替运行，一旦因运输原因出现二个灰库同时卸灰，会造成供气压力略有不足，以后应适当加大全厂压缩空气系统出力。5 因地处南方，来煤潮湿，而干煤棚储量偏小，有时湿煤直接进入煤斗，造成煤斗搭桥、下煤不畅，容易堵煤，振动器及空气炮均失去作用，需由人工清煤，现厂方已决定扩建干煤棚。七、结束语1无锡市热电厂高压迭置扩容改造设计及其满负荷投运在国内同类型、同等规模电厂中尚无先例，从机炉安装、调试到满负荷生产以来，未发生大的异常情况，且取得了相当的经济效益，其设计思想和理念是合理的，过渡方法是成
16、功的。2无锡市热电厂通过本次技术改造，上网电量翻了一番，但未增加人员编制，在安全生产的基础上，达到了减人增效的目的，降低了劳动成本。3无锡市热电厂通过本次技术改造，有着良好的技术经济指标，改善了环境，符合国家的“以新代老” 、 “以大代小”热电联产政策，建议在平均热负荷达到110t/h 进行二期工程建设，这将进一步提高供热的可靠性，同时热电厂的经济指标也将再次得以提升。4.在节约型社会日益深得人心的今天，循环经济的理论正越来越多地为人们所接受，无锡市热电厂扩容改造设计的成功将为 20 世纪 80 年代建设的小型热电厂改造开创了一条技术创新的新途径，深信它将成为地方热电厂发展的一个重要方向，地方热电厂也一定能走出一条可持续发展的路子来。参考文献 钟史明等.高压迭置改造小型低、中参数热电厂.热电技术，2003 年第 3 期 郑体宽 热力发电厂 水利电力出版社 1986
