摘要：汽轮机低真空循环水供热，就是将凝汽器的循环冷却水直接作为采暖用水为用户供热，把热用户的散热器当作冷却设备使用。供热机组无需进行大的改造，只是将凝汽器循环水入口管和出口管接入供热系统，循环水经过凝汽器加热后，利用泵将升温后的热水注入热网。为增强供热能力，可以在凝汽器出口之后加装尖峰热网加热器，利用其它汽源加热热网水。目前，汽轮机低真空循环水供热改造技术已经比较成熟，取得了良好的节能效果和经济效益。基于此，本文主要对热电厂汽轮机低真空循环水供热改造及保障安全运行的措施进行分析探讨。
关键词：热电厂汽轮机；低真空循环水；供热改造；安全运行
1、前言
近年来随着国家对环保要求的不断提高，以往城区供暖单位中的小型锅炉由于污染问题，与环保形势矛盾突出，城区采暖的目标和方向就是要逐步取缔小型锅炉，发展大型清洁供热企业。同时随着新建住宅的大量投用，热负荷的需求增长较快。在这样的形势下，既要满足不断增长的热负荷需求，又要兼顾环保节能的要求，尽量挖掘热电厂的内部能效潜力成为当务之急，汽轮机低真空循环水供热技术应运而生。
2、汽轮机低真空改造工程实施
2.1工程概况
银川热电厂现有3台75t／h煤粉锅炉、3台150t／h煤粉锅炉、2台15MW调整抽汽式汽轮发电机组、2台30MW调整抽汽式汽轮发电机组，6台热网加热器，城区内供暖热负荷主要为办公和居民采暖，循环水供热改造前供暖面积达400万平方米，采暖热用户均采用高温水进行供热。通过对机组进行低真空循环水供热改造，新增城区采暖热用户面积最大可达80万平方米，在提高电厂热效率、降低燃料消耗的同时，增加了供热能力，取得了显著成效，达到了预期目的。
2.2抽凝式汽轮机技术参数
低温循环水供热热源为12MW抽凝式汽轮机凝汽器。汽轮机主要技术参数见表1；汽轮机所配凝汽器主要技术参数见表2。
表1
表2
2.3供热改造方案
将热网回水(一级网)通过管道直接引入汽轮机凝汽器入口。汽轮机运行时降低真空度提高排汽温度，汽轮机真空保护定值做相应修改，汽轮机排汽通过凝汽器将循环水加热到一定温度，从凝汽器出口进入新增热网出水管道，经热网循环泵升压后，供给热用户。供热回水经过回水过滤器、回水冷却器后进入凝汽器循环利用。
2.4改造前后参数对比(表3)
表 3
2.5运行方式
采用循环水直供方式将热网回水全部引入凝汽器运行。按汽机运行不同排汽量将循环水加热到不同温度，汽机保持相对稳定的负荷及运行参数。维持热网首站循环泵运行，供热机组空冷器、冷油器及其他冷却用水单独设一台循环泵运行满足需要。
2.6新增热网设备
在厂区内新建循环水供热首站1座。新增循环水供热循环水泵、热网回水除污器、热网回水冷却器。补水泵使用原热网系统补水泵，通过管道接入补水，尖峰热网加热器使用原供热系统的一台热网加热器，在新增循环泵出口后二次加热出水。
3、安全性分析及保障措施
由于汽轮机采用低真空运行方式，排汽温度提高，使机组偏离了设计工况运行，会导致真空降低、功率下降、轴向推力增加、热网回水压力升高引起凝汽器承压增加等问题，因此必须认真分析对待，确保机组安全运行。
(1)机组采用低真空循环水供热方式运行，真空保护动作定值必须修改，由-60kpa修改为-53kpa，防止汽轮机真空保护动作，发生意外。
(2)汽轮机排汽温度控制在60℃—70℃，温度过高会造成凝汽器热膨胀过大、汽轮机后轴承位置上移等，如果出水温度需要再提高，需投入尖峰热网加热器。
(3)汽轮机凝汽器承压上限是0.294MPa，为防止超压损坏凝汽器，在凝汽器入口管道上安装安全阀和自动泄水阀，在凝汽器出口循环水管道上加装逆止阀。运行时严密监视、调整控制压力。
(4)轴向推力的变化。汽机低真空运行时，由于排汽量减少，排到低压缸的蒸汽流量增加，机组的轴向推力增大。经查询有关技术资料并根据各厂运行经验。推力最大值仅可能出现在纯凝工况运行时，在低真空工况情况下，机组推力基本保持不变，因此轴向推力不会对机组安全构成威胁。
(5)对热膨胀的影响。机组低真空运行时，由于排汽压力提高，排汽温度升高，后气缸膨胀量增大，从而改变了通流部分的动静间隙，甚至使机组产生振动，但由于排汽温度比较设计值变化不大，从已知的运行机组来看。气缸膨胀量影响不大。
(6)凝汽器铜管结垢问题。热网回水温度提高会引起凝汽器铜管结垢，但热网循环水经过化学处理达可以到水质要求，并在回水管路上加装除污器，可以有效地解决结垢问题，另外可以用原有的胶球清洗装置定期进行清洗，防止结垢发生。
(7)密切监视循环泵的运行情况，备用泵联锁应正常投入，若运行泵故障、备用泵未能联动，应立即减负荷，维持机组真空，并将原循环水系统恢复。
4、结语
汽轮机低真空运行循环水供热经济效益良好，社会效益显著。系统改造比较简单，改造后对降低冷源损失、提高热电厂采暖供热能力、节约能源、提高运行效率非常有效。在实际运行中，将可能出现的危险点提前进行梳理和总结，并做好预防控制措施，确保安全、高效的开展好供热工作。
参考文献：
［1］银川热电公司汽轮机低真空运行循环水供热项目可行性研究报告.2007
［2］马晓红，安威霞.低真空循环水供热存在的问题及解决方法［J］.煤气与热力，2007，27(10):70－72.
论文作者:蔡青
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：凝汽器论文; 汽轮机论文; 真空论文; 回水论文; 机组论文; 热电厂论文; 推力论文; 《电力设备》2019年第6期论文;