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热电厂循环水余热供暖技术对比

文章来源:志恒环保   作者:志恒环保   发布时间:2018-04-21 13:42   浏览次数:

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黑龙江快乐十分官方网站  当前热电厂抽凝式供热机组冬季居民采暖供热时,因汽轮机结构限制,从汽轮机抽出的供热蒸汽压力一般在0。6MPa(对应饱和温度159℃)以上,而对外供热供水温度最高在90~100℃间,有的甚至低于70℃,回水温度仅40~55℃,所以将抽汽蒸汽直接和供热热水换热,存在很大的传热损失。

  关于如何回收供热抽汽传热损失,目前已推广的有三种方式:低真空改造技术,双背压双转子互换技术,吸收式热泵技术。

  2008年~2011年,山东烟台热电,山西阳泉热电(技术提供方江苏双良),山西大同热电(技术提供方清华大学),山东枣庄十里泉电厂,先后试验性实施了发电厂循环水余热采暖技术。

  其中烟台热电采用的是提高汽轮机背压技术(低真空改造),通过对汽轮机末级、次末级叶片改造,使汽轮机背压从4~10kPa提高到50kPa左右,然后将汽轮机凝汽器改造成城市热网的加热器,将城市热网热水回水加热至70℃以上。

  阳泉热电和大同热电采用的是吸收式热泵技术,利用汽轮机供热抽汽(0。5~0。6MPa)驱动溴化锂吸收式热泵,提取凝汽器循环冷却水的余热,来加热城市热网回水。根据循环水温度范围不同,热泵加热热网回水的最终温度也不同,通常对于40~30℃的循环水,可以将50℃的热网回水加热至85℃左右。

  十里泉电厂采用的是汽轮机低压缸转子互换技术,即冬季采用高背压转子,汽轮机背压可升至50kPa左右,凝汽器作为城市供热热网加热器,出水温度75℃左右;采暖结束后再换成原来纯凝转子进行发电,背压仍是原来的4~10kPa。

  三种循环水余热采暖技术各有优劣。

  其中烟台热电方式,循环水余热100%回收利用,但采暖结束后,因汽轮机背压过高造成纯凝发电效益变差。所以这种方式适用于以城市采暖供热为主的发电机组。对于供热系统而言,种方式要求机组所承担的供热管网,采暖季平均负荷不低于实施低真空改造汽轮机组所配备锅炉加热容量的1/3。否则一旦天气较暖,所需加热负荷低于汽轮机最小汽流通量要求时,将严重影响汽轮机的运行安全。一般而言,对于50MW容量的汽轮发电机组,供暖面积在150万平方以上时方有实施条件;而300MW容量的抽凝式供热机组,供暖面积达到800万平方以上时方有实施条件。另外,受改造凝汽器承压能力限制,供热管网回水压力及最大静压差不能太高,应控制在0。3MPa以下。

  十里泉电厂方式,是对烟台热电方式的改进,虽然采暖季节也可实现循环水余热100%回收,非采暖季纯凝发电效率也能够保证,但每年两次更换转子(前后耗时约1个月)耗费大量人力物力。另外,双转子互换技术和低真空改造技术一样,仍没有解决汽轮机组运行对采暖负荷的波动非常敏感问题,完全以热定电,防止采暖低负荷时汽轮机通流量过小引发安全事故,采暖负荷必须远大于循环水余热量。

  采用吸收式热泵,回收循环水余热,用于加热供热热网水。吸收式热泵由供热抽汽驱动。这种方式最大的优势在于汽轮机仍以抽凝式状态工作,发电负荷基本不受供热负荷波动影响。这使得系统对供热负荷的大小、稳定性要求大幅降低。所以吸收式热泵方式适用于负荷波动较大的居民供热采暖,尤其是采暖负荷远小于汽轮机组配备锅炉加热容量的情况下。

  吸收式热泵技术最大的优势便是热、电相互影响较小,但投资比上两种方式大得多。

  从2010年开始,热电厂循环水余热回收用于城市集中供热采暖,在华北、东北、西北地区大范围推广。到目前为止,上述地区地级市以上以城市集中供暖为主热电厂中基本改造完毕。容量125MW以上供热机组主要采用的是吸收式热泵方式;在直供(出电厂的热网水直接进用户暖气片或地盘管,供出热水温度一般不高于65℃)管网系统且供热机组容量小于25MW的,采用低真空改造(烟台热电方式)较多,尤其城市近郊以供热为主的小容量(25MW以下)热电机组,如济宁聚源热电等。高低背压转子呼唤技术,仅在在山东省华电系统内几个电厂的125MW容量供热机组实施。

  对于抽凝式供热机组,在实施低真空供热改造之前,必须对机组做不同工况(不同供热负荷)下的热平衡计算。


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