200MW機(jī)組打孔抽汽供熱改造可行性實(shí)施計(jì)劃書

1、200MV機(jī)組打孔抽汽供熱改造可 行 性 研 究 報(bào) 告2008年 09月 20日四號汽輪機(jī)供熱機(jī)組改造一、總論XXXXfe廠4號為哈汽生產(chǎn)的三缸三排汽200MV汽輪機(jī)組，近幾年來， 隨著我國煤、電、油等能源供應(yīng)緊，國家提出節(jié)能減排要求，出臺關(guān)停小 機(jī)組，“上大壓小”的政策。從 2007年開始東北電力供需市場又出現(xiàn)電 力過剩的情況，目前，XXXXfe廠單機(jī)供電煤耗為352g/ kWh,面對超臨 界大機(jī)組發(fā)電競爭能力薄弱，急需通過節(jié)能改造，尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。 根據(jù)XX市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)工業(yè)用汽的需求及市民用供熱量的不斷增長，急需 XXXX電廠進(jìn)行供熱。目前4號機(jī)已進(jìn)行了主機(jī)的通流改造完的有力條件，

2、所以利用2009年A期間對4號機(jī)供熱進(jìn)行供熱機(jī)組改造非常必要。二、改造的必要性1. 目前機(jī)組的運(yùn)行狀況1.1. 銘牌及技術(shù)參數(shù)：型 號： N200-130/535/535 型1.2 運(yùn)行簡歷：XXXX電廠4號汽輪機(jī)于1990年10月投入運(yùn)行，經(jīng)歷4次大修、26 余次小修。2. 主要存在的問題2.1 XX 市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)自創(chuàng)建以來，采暖需求不斷增大，截至 2007年，開發(fā)區(qū)采暖面積已達(dá)300萬平米。2008年XX市供熱高速以1.2m管 徑的供熱管路與XX市已聯(lián)網(wǎng)，換熱面積增加到800萬平米。而XXXX電廠 地理位置正處于開發(fā)區(qū)，逐漸將 XXXX電廠四臺純凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組改 造成抽汽供熱機(jī)組，

3、對開發(fā)區(qū)進(jìn)行采暖供熱具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。 2008年 2 號機(jī)已進(jìn)行供熱機(jī)組改造，正在進(jìn)行施工安裝。一臺機(jī)組進(jìn)行供熱，不 能滿足熱網(wǎng)用戶要求，當(dāng) 2號機(jī)停運(yùn)時(shí)將嚴(yán)重影響熱網(wǎng)用戶的供熱。目 前，發(fā)電廠兩臺哈汽生產(chǎn)的200MW機(jī)組已進(jìn)行了抽汽打孔供熱機(jī)組改造， 應(yīng)用效果良好。3. 對安全性及經(jīng)濟(jì)性的影響3.1 近來，天津市電科院提出了一種新技術(shù)，可將三缸三排汽純凝汽機(jī) 組改造成供熱、發(fā)電“兩用”的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，其原理已得到制造廠家認(rèn) 可，并已申請了國家發(fā)明專利（專利號 2.4 ）。其供熱改造的機(jī)理，改造 后的安全可靠性，運(yùn)行靈活性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等，按案例分析一臺 N200MW 機(jī)組改成存供熱熱電兩

4、用機(jī)后，一個(gè)采暖期節(jié)約標(biāo)煤15000噸，年收益450 萬元，投資不超過 1 400萬元（含一臺機(jī)熱網(wǎng)首站） ，投資回收期不到 34 個(gè)月，值得大力推廣。三、改造的可行性1. 目前的先進(jìn)水平1.1 供熱改造方案此改造方案不改動汽輪機(jī)本體設(shè)備的核心部件通流部件，只在低壓 導(dǎo)汽管上增裝串聯(lián)調(diào)節(jié)閥A和供熱支管上調(diào)節(jié)閥B和一套保證機(jī)組安全的 DEH調(diào)節(jié)軟件，用以協(xié)調(diào)控制高壓缸調(diào)節(jié)閥及 A、B調(diào)節(jié)閥。能在設(shè)定參數(shù) 上下限圍、自動匹配調(diào)節(jié)，達(dá)到運(yùn)行熱電用戶之要求。改造簡單，通流部 件節(jié)省費(fèi)用，代替了低壓回轉(zhuǎn)隔板及低壓油動機(jī)老式系統(tǒng)，即簡化了調(diào)速 系統(tǒng)，又未改動通流部件。1.1.2 供熱改造原理供熱機(jī)組應(yīng)能滿

5、足熱用戶供熱蒸汽流量及供熱蒸汽壓力（溫度）在一 定圍變動的要求。一般采暖抽汽壓力為 0.120.25MPa,而供熱蒸汽流量 隨熱用戶需求而變化。本型汽輪機(jī)組的固有變工況特性包括：（1 ）中壓缸排汽壓力與主汽流量成正比；（2）在主蒸汽流量不變時(shí)，若從低壓導(dǎo)汽管上多抽汽，中壓缸排汽 壓力必下降，反之亦然。根據(jù)汽輪機(jī)隔板強(qiáng)度要求，在任何情況下必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)安全 條件：甲：對于中壓缸通流級 P中排P乙：對于兩個(gè)低壓缸通流級 P低進(jìn)P （P低進(jìn)-最小為P中排的 10%）。否則將對機(jī)組安全運(yùn)行產(chǎn)生諸多嚴(yán)重影響（如隔板強(qiáng)度不夠、差脹增 加、軸封磨損、振動等），為制造廠家設(shè)計(jì)所不容許。本機(jī)組改造后必須安

6、全可靠，滿足熱電用戶要求：純凝工況時(shí)，G供熱=0, P中排必定為P中排相應(yīng)設(shè)計(jì)值，與未改前 運(yùn)行工況相同。滿足熱用戶運(yùn)行時(shí)，要求 G供熱，P供熱純凝轉(zhuǎn)換為熱電聯(lián)產(chǎn)工況，其調(diào)節(jié)過程如下：（1）開啟調(diào)節(jié)閥B供汽，使G供熱滿足用戶要求，同時(shí)P中排必下降。（2）調(diào)節(jié)閥A按照P中排=F（G主汽）關(guān)系關(guān)小節(jié)流閥，使P中排等于相 應(yīng)主汽流量下之P中排純凝設(shè)計(jì)值，以滿足安全條件甲，同時(shí)由于 A閥節(jié) 流及低壓導(dǎo)汽管抽走G供熱之雙重影響，A閥后壓力P低進(jìn)必定低于P , 安全條件乙也得到滿足。上述自動調(diào)節(jié)過程是為便于敘述，分步說明，實(shí)際上是連續(xù)跟蹤平穩(wěn) 調(diào)節(jié)。以上分析是在以熱定電工況下的情況進(jìn)行的，若電網(wǎng)調(diào)度要求改

7、變發(fā)電機(jī)功率或熱力用戶改變參數(shù)（供熱壓力），其熱控自動系統(tǒng)也能根據(jù)汽 輪機(jī)變工況原理保持平穩(wěn)調(diào)節(jié)，使發(fā)電機(jī)功率、供熱汽量及供熱壓力均可 在給定上下限之間的指定值運(yùn)行，并確保有關(guān)參數(shù)滿足機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì) 規(guī)定。調(diào)整結(jié)果使由低壓導(dǎo)汽管抽出蒸汽量（即供熱蒸汽量）等于或基本等 于進(jìn)入 2、3 低壓缸減少之蒸汽量。據(jù)此，該N200-12.75 /535/535三缸三排汽200MV純凝汽機(jī)組，可按上述技術(shù)改造方案，成為“兩用型”熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。即在不需要供熱 時(shí)，可以純凝方式發(fā)電，仍保持原有之發(fā)電功率、熱耗率等原設(shè)計(jì)之技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而在需要供熱時(shí)，又能立即轉(zhuǎn)入熱電聯(lián)產(chǎn)方式運(yùn)行。目前， 2 號機(jī)供熱機(jī)組改造

8、正在安裝中，換熱首站已委托節(jié)能規(guī)劃正在設(shè)計(jì)中。2. 改造的業(yè)績及水平2.1目前發(fā)電廠兩臺哈汽生產(chǎn)的200MV機(jī)組已進(jìn)行了供熱機(jī)組改造，應(yīng)用效果良好。四、改造的方案論證1. 方案一：在機(jī)組的低于導(dǎo)汽管上進(jìn)行抽汽打孔，接引三通及管路加裝閥 門引致?lián)Q熱首站。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省造價(jià)。當(dāng)夏季外界不用熱負(fù)荷時(shí)，可關(guān)掉供 熱系統(tǒng)，使機(jī)組正常發(fā)電。缺點(diǎn)：供熱面積小。2. 方案二，對機(jī)組進(jìn)行存供熱改造。優(yōu)點(diǎn)：供熱面積大。缺點(diǎn)：造價(jià)高， 當(dāng)外界熱負(fù)荷低時(shí)，機(jī)組不能全部進(jìn)行發(fā)電。五、改造的主要容及實(shí)施條件1. 改造的主要容1.1 更換中低壓導(dǎo)汽管。1.2 安裝彈簧支吊架，安裝供熱管路及安全門管路。1.2.1 在四號機(jī)中低壓

9、聯(lián)通管開抽汽孔，在連通管中間的水平直管段兩邊 增加連接法蘭，采用螺栓與垂直管段相連接；1.2.2 、在一根連通管的適當(dāng)位置上一側(cè)打孔抽汽，兩個(gè)連通管中間由聯(lián) 絡(luò)管連接；1.2.3 、在兩個(gè)連通管抽汽口后面各安裝一個(gè)碟閥，適當(dāng)控制抽汽壓力；124、在抽汽工況時(shí)，聯(lián)通管的壓力應(yīng)該控制在0.22 0.27Mpa圍，壓力太低對中壓缸末幾級不利，太高對中壓缸后面的低壓缸不利，如果壓力 高于0.27Mpa,請適當(dāng)打開蝶閥，以降低壓力。1.2.5 、抽汽管引出后在管道上加裝快關(guān)閥、抽汽逆止門和電動截止門。1.2.6 、抽汽進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器，換熱后疏水回到 4號低壓加熱器。DEH127、在中壓缸相連的低壓缸進(jìn)口

10、處接出一個(gè)壓力信號，將其接入控制系統(tǒng)，在抽汽時(shí)，監(jiān)視其壓力不要超過原機(jī)組允許的壓力六、投資及回報(bào)1.費(fèi)用估算1.1經(jīng)費(fèi)來源資金來源投資數(shù)額備注發(fā)電事業(yè)部投入400萬銀行借貸企業(yè)自籌總投資400萬1.2經(jīng)費(fèi)預(yù)算序號材料、設(shè)備名稱規(guī)格型號產(chǎn)地單價(jià)萬元數(shù)量總價(jià)萬元1電動閥門、抽汽逆止門、液 壓調(diào)整門招標(biāo)2001套200設(shè)計(jì)費(fèi)招標(biāo)802電纜及控制柜招標(biāo)153套453彈簧支吊架、管道、管件、材料費(fèi)75合計(jì)4001. 改造后的收益1、節(jié)能效益供熱改造后，額定工況：主汽量 570t / h,供熱流量最大為150t / h,發(fā)電標(biāo)煤耗從純凝工況 326g/kWh,減少至313.5g/kWh。下降了 12.5g

11、 / kW-h，下降幅度為4%。由于供熱后低缸排汽量減少,汽輪機(jī)組循環(huán)水泵可節(jié)約廠用電約 290kW抵消了部分首站熱網(wǎng)循環(huán)泵電量。減少電廠冷水塔的蒸發(fā)損失，大量節(jié)水，最大供熱量運(yùn)行可節(jié)省補(bǔ)充 水約 30 萬噸。2、經(jīng)濟(jì)效益熱源改造投資小，機(jī)組一臺各種改造費(fèi) 400 萬元，折合每 t h 供熱 汽量熱源投資為 4 萬元，而新建鍋爐供熱熱源投資每 t h 在 35 萬元。另 有征地、運(yùn)煤、除灰、環(huán)保等諸多問題。每臺機(jī)新增供熱能力相當(dāng)于新建 一臺135MV熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，可節(jié)約投資8億多。即使包括換熱首站費(fèi)用約 1000萬元，總改造費(fèi)用亦只有 1400萬元左右。如單臺機(jī)組進(jìn)行存供熱機(jī)組改造，改造后經(jīng)初

12、步計(jì)算可提供最大供暖 抽汽量100-150t /h,折合供熱量112GJo機(jī)組出力186MW主汽流量 670t / h。以目前該電廠機(jī)組電力上網(wǎng)價(jià)格及開發(fā)區(qū)供熱價(jià)計(jì)算，每臺機(jī) 組在一個(gè)采暖期若以最大工況運(yùn)行，僅在燃料費(fèi)不變時(shí)新增加供熱收入抵 消減少售電收入后的一項(xiàng)收益即比純凝工況可增利約450萬元/臺冬。改造投資回收期 3 年,經(jīng)濟(jì)效益十分誘人。3、環(huán)境效益如單臺機(jī)組進(jìn)行存供熱機(jī)組改造,若改造后每臺機(jī)組每個(gè)供暖季節(jié)標(biāo) 煤 15000噸,則相應(yīng)減少粉塵全排放量 9000噸,減少 CO2 45000噸,減少SO2291 噸，減少灰渣全排放 515 噸。而且，熱電廠鍋爐除塵脫硫都能達(dá) 標(biāo)，而分散供熱或鍋爐房供熱都很難達(dá)到環(huán)保要求。如單臺機(jī)組進(jìn)行抽汽打孔供熱機(jī)組改造，環(huán)境效益也能達(dá)到接近39左右。所以，環(huán)保效益很好。 卜丿、,、J 、人4、其它效益 運(yùn)行方式靈活，在不供熱時(shí)，本機(jī)組仍可立即恢復(fù)原凝汽運(yùn)行方式， 性能不變。改造工作量小，改造工期短，機(jī)組改造期只需一個(gè) B 檢時(shí)間即 可完成改造工作。3. 投資回報(bào)年限機(jī)組改進(jìn)后額定工況下對應(yīng)發(fā)電煤耗率平均下降 12.5g/(kW ? h) 左右。若按年發(fā)電量12億kW? h,標(biāo)煤價(jià)格300元/噸計(jì)算，不計(jì)其它因 素，單臺機(jī)