國電榆次熱電****
#1機高背壓供熱改造交流材料
尊敬的各位領導、專家：
我公司#1機組高背壓供熱改造於2023年12月12日進入除錯階段，12月14日，逐步將執行背壓公升高至34kpa，現已進入正常執行方式，並執行穩定，就此系統改造後的經濟性做如下匯報：
一、專案背景及工藝流程
1、建設背景
國電榆次熱電****工程屬城市規劃的大型熱電聯產專案，現安裝有兩台300mw級抽凝式空冷供熱機組，用於提供晉中市現有和發展集中供熱所需的熱源，改善晉中市的城市環境，並相應為晉中市的經濟發展提供電力。兩台機組分別於2023年12月、2023年1月投入商業執行。設計總供熱面積約1023×104 m2，熱負荷約665mw。
我公司2023年的供熱面積為820萬平方公尺，2023年將增加到920-970萬平方公尺。通過走訪調研，由晉中市當地熱力公司了解到，晉中市現有集中採暖供熱面積為2000萬平方公尺，目前還有約1000萬平方公尺面積採暖仍採用的是分散自取暖方式，急待解決，並且城市規劃到2023年全市集中採暖供熱面積將達4000萬平方公尺，當地採暖供熱量需求潛力很大。
本專案針對廠內熱**部分進行綜合改造，在供熱期利用空冷機組可以高背壓執行的技術特點、實現直接供熱，排汽直接加熱熱網迴圈水，實現了蒸汽熱量的大部和全部利用，變蒸汽廢熱為供熱熱量，汽輪機的冷源損失大幅減少。供熱改造後單台機組最大年供熱能力可達511萬gj，一方面可大幅降低供熱期的發電煤耗，另一方面可增加機組供熱能力約44.5%。
2、工藝流程
專案改造方案示意圖：
從1號機空冷汽輪機主排汽管上增設一旁路排汽至熱網凝汽器，通過凝汽器表面換熱來加熱熱網迴圈水回水，在凝汽器入口蒸汽管道上裝有大口徑真空電動蝶閥，在空冷島上方原6列排汽支管中，原已有4列設有大口徑真空電動蝶閥，布置於中部的2列原未裝設閥門，本次改造在此2列處增設大口徑真空電動蝶閥，這樣，1號機組的全部6列排汽支管上均裝有了隔離閥，便於機組在供熱期執行時利用這些閥門，實現對空冷凝汽器的方便調整和切除；熱網凝汽器的排汽凝結水接至原空冷凝結水回水母管至機組回熱系統；熱網凝汽器迴圈水進出水管道系統與原熱網一次換熱站迴圈水系統連線，在迴圈水系統增設一台迴圈水幫浦與原系統已有的5臺並列執行，實現供熱需求。原機組具有的五段抽汽供熱系統保留，作為尖峰熱負荷時調整採用。
在供熱期間，當熱網迴圈水供水溫度要求低於69℃時，僅利用汽輪機排汽通過熱網凝汽器加熱迴圈水即可滿足供熱要求；在供熱高峰期，當供水溫度要求高於69℃時，除利用汽輪機排汽通過熱網凝汽器加熱迴圈水作為基本加熱手段外，還需利用原五段抽汽供熱系統，提供部分五段抽汽作為尖峰加熱手段，繼續加熱迴圈水，從而達到外網要求的供水溫度。
二、改造前後經濟性對比
1、反平衡發電煤耗變化
2、反平衡供電煤耗變化
備註：（1）計算資料**：機效計算所取值均為dcs顯示值，（主蒸汽流量經過修正），鍋爐效率暫認為改造前後無變化，管道效率取99%。
（2）由於系統改造前後機組供熱量與發電量發生變化，在對比改造前後煤耗變化時，剔除熱電比的影響。
上述表中可知：系統改造後影響全廠供電煤耗降低約為13g/kwh，按照全年發電量為35億千瓦時計算，根據2023年資料顯示供熱期發電量占全年發電量約為48%。供熱期發電煤耗下降影響全年發電煤耗約為4.
66g/kwh。預計全年標煤節約量為1.63萬噸標準煤。
由於計算煤耗資料取值時間正值供熱嚴寒期，其經濟效益體現並不明顯，當供熱初期、末期時，供熱量較小情況下，高背壓系統利用率會有所提高，其經濟效益有更為明顯變化。
2、正平衡發電煤耗變化
在正平衡發電煤耗計算結果中，系統改造後影響全廠煤耗下降13.98 g/kwh，與反平衡計算結果相差1.9 g/kwh。
三、 低壓缸排汽量與空冷島進汽量推算
（1）低壓缸排汽流量推算
圖各個工況下排汽壓力同六抽壓力的關係
低壓缸的排汽量同六段抽汽壓力成正比，r2=0.9994。
由於現場的測點要有大氣壓力和高差修正，通過試驗測試結果，六抽的壓力修正為
pjs=pdcs+93 kpa
gb=2.4469 pjs+13.5
根據上述公式，由dcs顯示的六段抽汽壓力可以計算得到低壓缸的排汽流量。
（2）凝汽器進汽流量推算
凝汽器迴圈水的進水流量10000t/h，且空冷島壓力為25—34kpa，排汽焓在2550kj/kg—2610kj/kg變化，則迴圈水進水溫度每公升高1℃，對應的排汽量為18t/h左右，所以可以認為迴圈水流量為10000t/h時，迴圈水溫度每公升高1℃，需要的排汽量為18t/h。
則凝汽器進汽量的計算式為：
tout,凝汽器迴圈水出水溫度；
tin,凝汽器迴圈水入水溫度；
gh, 熱網迴圈水流量；
根據凝汽器進汽量及低壓缸排汽量得出空冷島進汽量，同時也作為判斷空冷島執行中防凍的監視手段之一。
四、典型負荷點（國電電科院現場試驗資料）
280mw工況（單列風機執行臨界點）：在280mw工況下，空冷島的排汽量為230t/h，這時風機的轉速達到93%，冬季執行時（不考慮環境溫度大的變化），在空冷島進汽量不大於230t/h時，只需單列風機投入執行即可滿足。
230mw工況 (最小負荷點)：空冷島的進汽量為97.3t/h，迴圈水流量為9554t/h。
為保證空冷島的安全執行，同時滿足單機滿足日均供熱量2.88萬gj前提下，最小負荷不低於230mw為宜。
在當前的迴圈水流量下（9500 t/h左右），不能實現空冷島全切。要實現單機供熱，機組的負荷不能小於230mw。若迴圈水流量增加到11000t/h，在當前的基礎上增加15%， 同時中排用汽量增加，方可實現空冷島全切。
關於高背壓供熱技術改造的調研報告
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供熱系統優化改造
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供熱系統平衡改造方案
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