设备优化改造 - 155 - 空冷汽轮机改造高背压供热 技术经济和运行方式分析 山西大唐国际云冈热电有限责任公司，张继斌、任高 摘要：本文针对云冈热电公司 2 台 220MW 和 2 台 300MW 直接空冷机组高背压改造，从设计关键要点、安全措施、 经济效益和运行方式等多方面进行研究，提出了可行技术改造方案和运行方式分析，通过机组理论和实际运行参数核算， 其经济效益十分显著。鉴于目前一次供热网回水温度较高，若能进一步降低一次网回水温度，节能效果将更为显著。 关键词：直接空冷；汽轮机；高背压供热；技术改造；运行方式；节能减排 前言 汽轮机高背压乏汽供热是利用汽轮机的冷源损 失而发展起来的一项节能环保技术，是通过提高汽 轮机的排汽压力和排汽温度，利用汽轮机的乏汽加 热热网回水，从而达到回收汽轮机乏汽余热，节约 汽轮机高品质供热的目的。由于高背压供热利用了 汽轮机的冷源损失，机组发电标煤耗远低于抽汽供 热汽轮机，电厂经济效益较好。更主要的是高背压 机组的改造实施为进一步减少大同市二氧化碳、二 氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物的排放，保持大 同市碧水蓝天，是发电企业义不容辞的责任。 1 高背压汽轮机供热研究现状 高背压供热机组是近年为适应北方采暖供热而 出现的改造型机组，大都是由纯凝或抽凝式机组改 造而成。该供热方式于上世纪 80 年代最早出现在我 国东北地区，而后逐步发展到华北地区。从 20 世纪 80 年代起，东北地区如沈阳发电厂、长春发电厂等 供热企业就开始进行低真空（高背压）循环水供热 技术的尝试，机组容量等级涵盖 6MW-50MW，机型涉 及纯凝、抽凝式，经过高背压供热改造后已运行多 年，机组运行情况稳定。 2 高背压汽轮机供热改造设想 为满足大同市快速增长的热负荷需求，拟对汽 轮机进行高背压供热改造。供热改造完成后，采暖 期机组按高背压循环水供热方式运行，其他机组仍 按原抽汽供热方式运行；高背压改造后的汽轮机在 采暖期采用高背压，汽轮机排汽背压按 40kPa 设计， 供热初、末寒期背压按 30kPa 运行。45～55℃热网 回水作为凝汽器的冷却循环水，在凝汽器中供热被 汽轮机排汽加热至 72℃，直接供大同市热网。极寒 期热网循环水经凝汽器加热至 72℃后，需要进入热 网加热器进行尖峰加热至 90～105℃后， 向城市热力 网供热。 非采暖期汽轮机采用纯凝低压转子，凝汽器切 换到原设计空冷风机冷却状态，汽轮机排汽参数恢 复到原设计参数，形成低背压，即汽轮机按原纯凝 工况运行。因此，从整体节能和电厂经济和减少污 染物排放社会效应长远考虑，结合电厂实际运行情 况，以高背压低压转子不换为前提，本可行性研究 以主机高背压供热改造作为主推方案。 3 设备概况 2×220MW 汽轮机型式：三缸双排汽、超高压、 中间再热、一级可调抽汽、空冷供热凝汽式汽轮机； 2×3000MW 汽轮机型式：亚临界、一次中间再热、单 轴、两缸两排汽直接空冷、供热凝汽式汽轮机。 热网加热站概况：大同市热网供水设计温度 120/55℃（在二级换热站增加热泵系统后实际 105/45-52℃） ；一、二期 5 台热网循环泵和四台加