【關鍵詞】汽輪機,循環水供熱,節能
    【論文摘要】汽輪機降低真空運行，提高循環水溫做為冬季供暖是一項社會效益和經濟效益都十分顯著的節能技術，石家莊東方熱電股份有限公司熱電一廠做為一個熱電聯產、供熱為主的小型熱電廠，通過冬季循環水供熱取得了良好的效益，文章對此進行了詳細的論述。

    隨著國家《能源法》的頒布實施和世界能源的日益短缺，企業的節能工作顯得越來越重要了。一個熱電廠，廠內的綜合熱效率僅為30%～40%，其它熱量白白損失掉了，而其中最大的就是凝汽器的冷源損失，約占總損失的60%。如何降低冷源損失，提高全廠熱效率、達到節能挖潛的目的，是目前急待解決的問題。某熱電廠是一個熱電聯產，供熱為主的小型熱電廠，機組小、熱效率較低，2001年，采用汽輪機低真空循環水供熱的方法取得了良好的效益和較為成功的經驗，以下是詳細的情況介紹。?

1循環水供熱的可行性分析
    某熱電廠的機組配置為9爐6機，總產汽能力為530 t/h，發電能力為36 MW。利用循環水供熱，需在抽凝機組中進行。該廠共有3臺抽凝機組，其中一臺6 MW抽凝機組采用3臺玻璃鋼冷卻塔進行冷卻，由于當時設計位置的原因，積水池和冷卻面積偏小，冷卻效果本身就達不到設計要求，并且該廠所處的地區水質硬度非常大，又位于街道邊上，運行不久塔內就會沉積大量的灰塵和泥垢，嚴重堵塞了填料的縫隙，致使水流不暢，必須用3臺風機進行連續不斷的強制通風，耗用大量的電能。盡管如此，通常循環水進出口溫差也只有3～5 ℃。另外，由于積水池有限，塔內沉積的泥土、雜質等來不及沉淀就回到循環水中，這些泥垢在凝汽器銅管內壁附著，致使銅管結垢，換熱效果差，排汽溫度升高（嚴重時高達60 ℃以上），形成換熱的惡性循環。為了解決此問題，該廠每年必須對凝汽器銅管和冷卻塔填料進行清理，生產成本提高。如果使該機組利用循環水供熱，一是可以解決冷卻塔冷卻效果不良的問題；二是循環水采用較為潔凈的軟化水，防止了在凝汽器銅管內壁結垢的問題；三是該機組本身的排汽溫度高，利用循環水供熱后排汽溫度相對其它機組提高得較少，對機組的影響小。因此，在該6 MW抽凝機組上實施改造是必要的。

1.16  MW抽凝機組的技術參數
    型號：CN 6—35/9 型
    生產廠家：杭州汽輪發電機廠
    設計排汽溫度：36 ℃
    設計排汽壓力：0.005 9 MPa 
    設計真空值：－0.094 MPa
    循環水流量：1 400  t/h
    熱網供水溫度：tg≈60 ℃?供水焓值：hg=251.5kJ/kg
    熱網回水溫度：th≈50 ℃?回水焓值：hh=209.3kJ/kg
    循環泵電機：37 kW  3臺
    冷卻塔風機：30 kW  3臺
1.2計算數據
     降低凝汽器真空，提高循環水溫度后的計算數據見表1。?

    可以看出，如果將機組排汽溫度提高到70 ℃，機組的發電功率下降8.0%，就可將循環水溫加熱到60 ℃以上，盡管供水溫度不高，但采用低溫度大流量的方法，可滿足冬季采暖的需求。

1.3循環水供熱可帶采暖面積計算
    石家莊市單位采暖面積所需熱量為0.064 kW/m2；循環水放出熱量為16 411kW；可供采暖面積為25.6 萬m2。
    根據理論計算，此方案是可行的。

2機組及管網的安全性分析
    由于機組提高排汽溫度，降低凝汽器真空，改變了機組的設計運行參數，勢必對機組造成一定的影響，為保障機組安全，解決了以下問題。
2.1凝汽器承壓問題
    該廠所帶熱用戶處于平原地區，循環水所需壓力不大，回水壓力一般在0.2 MPa。而凝汽器的承壓能力為0.6 MPa，是滿足的，但是為了預防熱網突然解列等特殊情況，還采取了以下措施。
    a． 熱水循環泵取2臺，互為備用，互相聯鎖，保證熱網正常循環。
    b． 在熱用戶回水管路上加裝安全閥，保證回水壓力不超過0.2 MPa。
    c． 供熱循環水回路上安裝逆止閥。?
2.2銅管結垢問題
    雖然排汽溫度升高易引起銅管的結垢，但熱網循環水采用化學處理過的軟化水，硬度降低且回水管路有除污器，水的品質有很大提高。相對于以前該機的循環水狀況來說，情況大大改善，結垢問題比以前減少。另外還定期用膠球清洗裝置對凝汽器進行清洗。
2.3供熱循環水補充水問題
    供熱循環水采用軟化水，需在交換站內安裝一套軟化水處理裝置、1臺凝結水箱和2臺補水泵，專門用于循環水補水，補水泵采用變頻控制，以便控制補水壓力恒定。

3采暖區域的選擇及改造
    目前該廠所帶供熱區域主要在石家莊市西南區域，距離廠區較近，主要用于采暖且比較集中的有如下區域：廠西側河北省第二監獄，距離1 000 m，采暖面積為7萬m2；廠西南角375熱交換站，采暖面積為8萬m2；廠西側的卓達生活小區，距離1 500 m，采暖面積為10 萬m2。
    375換熱站為該廠所屬，工程改造比較簡便，供熱距離較短、壓損小，運行管理也比較方便，熱網切換可由該廠人員直接負責，并且還可以保留此熱交換站做為緊急情況下的熱源補充。
    綜上所述，此次循環水供熱區域應選擇以上3個區域，采暖面積達到25 萬m2。?

4循環水供熱系統故障的補救措施
    采用凝汽機組的循環水供暖，需要機組穩定運行。如果機組由于種種原因造成停運，則循環水供熱所需的排汽熱源消失，循環水供熱達不到采暖要求，因此必須有循環水供熱系統故障時的補救措施。
    a. 將375交換站供熱設備擴建為有30 萬m2供熱能力的大站，循環水供熱與交換站供熱設備并聯，可互為備用，互相切換；將循環水泵流量加大，功率由37 kW增大到250 kW，揚程提高到50 m。
    b. 機組啟停過程中，為保證供熱的穩定性，需要進行2個系統的切換。機組啟動前，采用交換站供熱系統進行供熱；機組正常帶負荷運行后，再逐漸切換到循環水供暖系統中。
    c. 機組在低負荷運行時循環水溫升減小，不能保證供暖需求時，需要利用交換站內熱交換設備對系統進行二次補充加熱，以達到采暖水網的溫度要求。
    d. 外界氣溫升高，回水溫度升高，不能滿足機組冷凝需要時，采用備用熱用戶切換的方法，將原換熱站供暖的用戶切換到循環水供熱系統中來；氣溫下降后再將這部分用戶切換回原換熱站，以保證機組出力。同時保留原冷卻塔系統，部分循環水還可以進入冷卻塔循環回路進行冷卻。

5經濟效益測算
5．1每年可多收熱費
    3.3 元/(m2·月)×4 月/a×25 萬m2=330萬元/a?。
5．2由于采用循環水供熱每年對電量產生的影響
    a. 每個采暖期少發電量為0.6 萬kW·h×8.0?×24×120=138.24 萬kW·h。
    b. 停用原3臺循環水泵及3臺冷卻塔風機少消耗電量為（30×3+37×3）×24×120=57.9 萬kW·h。
    c. 停用原熱交換站供熱水泵，少消耗電量為37×24×120=10.7 萬kW·h。
    d. 新增循環泵電機多消耗電量為250×24×120=72 萬kW·h。
    合計每年共損失電量=138.24-57.9-10.7+72=141.64 萬kW·h,每kW·h電按0.365元計算，折合人民幣141.64×0.365=51.7 萬元。
5．3汽機循環水補水量的差別
    原系統補水量1 400×4%=56 t/h，新系統補水量為8 t/h，每h節水48 t，每個采暖期運行120 d，水價按1 元/t計算，每年可節約資金48×24×120×1=13.8 萬元。?
5．4綜合各項因素每年可多增加效益
    330-51.7+13.8=292.1 萬元。
5．5此改造工程概算投資560 萬元。
5．6此改造工程的回收期2a。

6總結
    該廠通過降低凝汽機組真空，提高排汽溫度，利用循環水供熱來降低冷源損失是非常成功的，改造比較簡單，設備可以安全穩定運行，特別是節能效果顯著，經濟效益非?？捎^。