基于能级匹配的供热首站压力分级研究
栏目:协会论文集 发布时间:2020-04-26

基于能级匹配的供热首站压力分级研究
肖克

   要:简要介绍某热电厂供热首站投入后的供热参数及用户情况,并结合热用户的情况,将四个高、中压供热联箱并列运行方式,改为分级、分层次运行方式,优化供热运行方式,达到能级匹配、节能降耗的目的。

关键词:能级匹配;集中供热 ;供热首站; 压力分级

 1 引言

目前在役的热电联产机组普遍存在供热蒸汽参数高、㶲损失大、㶲效率低等问题,近年热电机组对多种供热模式进行改进,发挥了较大的节能减排效益。本文针对某热电厂供热现状,从机组、热源和热用户进行系统性的综合分析,特别是针对调峰需求的机组进行优化,降低供热过程中的㶲损,提高经济效益。

 2 设备简介

热电厂一期装设2300MW亚临界燃煤火电机组,汽轮机均为哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界、单轴、双缸双排汽、八级回热抽汽、中间再热凝汽式汽轮机。一期工程在2009年进行过供热改造,改造后一期两台机组每台机高压蒸汽对外供热流量为165 t/h(参数为4.1MPa420℃),两台机互为备用。同时,一期单台机中压蒸汽对外供热流量为140t/h(参数为2.3MPa350℃)。

热电厂二期装设2670MW超临界燃煤火电机组,汽轮机均为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、单轴、三缸四排汽、八级回热抽汽、中间再热凝汽式汽轮机。二期工程在2012年进行过供热改造,改造后每台机组供热能力在300t/h以上。

2016年,为了提高供热的安全性和可靠性,对二期机组进行了供热改造,并建立供热首站系统,将一期和二期供热系统联通起来,有效提高了供热系统的灵活性和可靠性。

 3 问题描述

热电厂所在的石化工业区现有热用户的工业类型有石化、氯碱、粮油、建材等,产业结构比较多样化。热负荷种类主要是生产工艺热负荷,全年热负荷比较稳定,随季节变化而引起的热负荷变化较小。要求的供热介质为过热蒸汽和饱和蒸汽,压力等级较多,需求量多,总供热量达450t/h以上。从实际运行中各热负荷压力数据可以看出,热用户蒸汽压力要求跨度大,高压用户压力要求2.34.1MPa,中压用户压力要求1.12.5MPa,如不进行能级匹配,将造成较大的㶲损失。

1 热负荷压力等级

 

 4 优化改造研究

4.1 研究目的

本次研究主要目的是降低机组的供电煤耗率,其中重点任务是通过对供热首站高中压联箱进行压力分级控制,以达到提高机组供热能力和降低供热压力损耗。

4.2 优化改造方案

4.2.1高压联箱压力分级控制

高压用户1和高压用户3共用一个首站高压联箱A,压力控制3.63.8MPa,热用户流量150t/h;高压用户2单独使用首站高压联箱B,压力控制2.32.7MPa,热用户流量30t/h


4.2.2中压联箱压力分级控制

 中压管线1和中压管线2共用一个首站中压联箱A,压力控制1.62.0MPa,热用户流量约130t/h;中压管线3单独使用首站中压联箱B,压力控制2.12.5MPa,热用户流量35t/h


4.2.3
机组供汽侧运行方式

    按照机组运行方式提供相应的分级方案。从四台机组运行、“两大一小”机组运行和“两小一大”机组运行,进行分别介绍。按一期机组负荷230MW以上,二期机组负荷500MW以上进行分析。

4.2.3.1 四台机组运行

    #3#4机供热混温联箱供首站高压联箱A#1#2机一抽供热供首站高压联箱B

    #1#2机热再和#3机供热混温联箱供首站中压联箱A#4机供热混温联箱供首站中压联箱B

4.2.3.2 “两大一小”机组运行

    #3#4机供热混温联箱供首站高压联箱A,一期机组高压供热供首站高压联箱B

一期机组热再和#3机供热混温联箱供首站中压联箱A#4机供热混温联箱供首站中压联箱B

4.2.3.3 “两小一大”机组运行

    二期机组供热混温联箱供首站高压联箱A,一期机组一抽供热供首站高压联箱B

    一期机组热再和二期机组供热混温联箱供首站中压联箱A,二期机组供热混温联箱供首站中压联箱B

4.2.4 增设二期机组一抽至供热混温联箱管道

    二期机组负荷500MW,一抽压力5.5MPa、温度360℃,一抽压力和温度均达到供热参数要求,可增设从二期机组一抽至首站高压联箱供汽管道。

 5 效益分析

5.1 经济效益

因一期机组的中压供热能力受用户压力等级影响较大。通过分级,一期机组中压仅需供给首站中压联箱A(联箱压力:1.62.0MPa),对比供给首站中压联箱B(联箱压力:2.12.5MPa),联箱压力差0.5MPa

式中Q--流量,m³/S

μ--流量系数,取值0.65

A--面积,㎡,Φ 273.05*15.06

P--压差,单位Pa

ρ--工质密度,g/m³,10.04g/m³。

经计算得出,联箱压力差0.5MPa,可提高中压供热能力4.3t/h

高压用户通过分级,高压用户2可使用二期机组再热蒸汽进行能级匹配供热,高压用户2供热流量为30t/h

2 经济效益分析

 

5.2 安全效益

      改造后增设逻辑,两个联箱供热参数异常时,连锁开启对应阀门,保证联箱有效互为备用。

 6 结束语

供热研究是热电机组的效益增长核心课题之一,而工业供热对蒸汽参数要求高且多种多样。通过对大容量热电联产机组高参数供热特点,研究与之匹配的供热运行方式,进行高中压联箱压力分级研究,在确保供热安全稳定性的前提下,增加了机组的供热能力,同时也取得较好的经济效益。

随着工业园区的发展、热用户的不断增加,需开发的新的供热汽源来保证用户的需求,后续对热电机组供热运行研究仍然是一个不断深化的过程,也是新的挑战。

参考文献

[1] 付怀仁,宋春节、丛春华.燃煤电厂供热改造技术浅析[J].区域供热,201902.

[2] 春健.300MW纯凝机组再热蒸汽系统供热改造方案研究[J].应用能源技术,201712.