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【摘 要】文中对600MW直接空冷机组改供热机组方案进行研究和探讨，并对国内同类机组出现的问题进行研究对比，提出安全运行措施和节能优化建议。
【关键词】600MW空冷机组 供热改造 节能探讨
中图分类号：S210.4
一、供热改造的意义
城市集中供热是城市的基础设施之一，是改善城市环境、改善城市大气质量，提高城市现代化水平的重要措施，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。
通辽市近几年城市化进程得到了较快的发展，，供热矛盾较为突出，“十一五”以来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，节能减排工作取得了积极进展。通辽市近年房产规划和在建设项目越来越多，供热需求剧增，而建筑物的采暖用热将耗费巨大的能源，只有积极推广热电联产、实施集中供热才能满足日益发展的热负荷需要，才能有效的节约能源、控制和减少该区域的大气及水质污染，改善环境质量，提高人民生活水平。通辽电厂4×200MW纯凝汽轮发电机机组的改造已完成，1×600MW直接空冷机组的供热改造也已进入设计实施阶段。
二、通辽厂供热概况
通辽发电总厂总装机容量140MW，其中1-4号机为200MW机组，是哈汽生产的纯凝式机组，于2010全部完成供热改造。5号机组为600 MW亚临界空冷机组，是我国首台600MW空冷国产化示范项目，机组于2008年投产。随着通辽市开发区的发展，通辽地区供热紧张状况日趋严重。根据通辽市热力规划的发展要求，我厂600MW机组要进行供热改造，以满足1000万平米的供热需求。
三、600MW直接空冷机组改造方案介绍
组织设计、制造厂家对600MW直接空冷汽轮机组特性的研究和认证，初步确定了实施具体方案——在VWO工况（主蒸汽流量2080t/h）下，在确保冬季防冻最低要求的条件下，最大抽汽量可达520 t/h。
1、系统描述及布置：
对中低压缸连通管的结构进行改造，采用打孔抽汽方式从中低压缸连通管向外引出一根φ1220抽汽管道，作为供热汽源，在连通管上加装三通及连通管抽汽调节阀。从中低压连通管上引出的抽汽管，其自连通管引出后依次加装安全阀、抽汽逆止阀、快关阀、抽汽压力调节阀。汽源由联通管接出后通过厂内管网供市区各汽用户使用以及热网首站。
3、采用打孔抽汽方式从中低压连通管上向外引出一根抽汽管，作为供热热源。 抽汽管道上加装抽汽逆止阀（气动）、安全阀及抽汽快关阀（液动），抽汽调节阀（电动）。
4、增加抽汽部分的控制系统。
连通管调节蝶阀、抽汽管道调节蝶阀进入DEH中控制。汽轮机厂提供抽汽管上快关阀、调节阀、抽汽管道调节蝶阀的执行机构的接口要求，由DEH厂商完成控制系统的抽汽功能改造。抽汽逆止阀、液动快关阀控制接入DCS系统。
四、供热机组安全运行探讨
1、目前中间再热机组大都采用中低压缸连通管抽汽供热，在调节供热负荷时如果只调节抽汽流量调节阀而不对抽汽压力调节阀进行相应调节，将造成中排压力降至极低水平，使本级抽汽压力与上级抽汽压力的压差超出允许值，易产生动静摩擦，严重时可导致中压末级叶片断裂（我厂200MW机组中压末级损坏已有先例）。因此，为保证中压缸末级叶片的安全可靠性，在供热时中压缸排汽压力不得低于主汽流量相对应的中排压力，如果要在低于此压力下抽汽时，必须通过调整抽汽管道上的压力调节阀满足要求。
2、如果供热机组运行时跳闸，逆止门卡涩，供热快关阀拒动或关闭缓慢等现象，极易造成机组超速，因此，供热快速关断阀的快关信号必须取自汽轮机跳闸信号的硬接线，同时，机组小修及启动前，严格试验抽汽逆止门、快关阀的联锁正常，关闭严密。
3、严格控制低压缸的进汽量不得低于设计最小值，，将进入低壓缸的压力和温度下限与联通管控制阀联锁，确保低压缸安全运行。这方面已有电厂投入热工自动保护。
4、600MW机组供热改造受主机结构限制，调压阀均采用蝶阀并装在连通管上。蝶阀直径较大，蝶阀及油动机设计成为能否正常供热及机组安全运行的关键。建议蝶阀最大关闭与开启阻力矩一定要有余量， 油动机要有足够的能力， 油动机最好设计成双侧进油，否则会出现关不到位或关后不能开启的情况，既影响正常供热，甩负荷时也成为不安全因素；蝶阀设计选型时，要考虑各恶劣工况下强度、刚度、热应力与热变形等情况。
5、我厂600MW机组为直接空冷纯凝机组，改为供热机组，国内尚无投产先例，特别是通辽市处于高寒地区，如何保证对外供热的同时，保证空冷岛安全过冬是一个新课题。按制造厂要求，空冷岛在-28oC的环境温度下，排汽热量必须达到447MW以上才能保证防冻要求，而机组在最大抽汽量达到520t/h时，电负荷须在75%以上（排汽热量达到483MW），才能满足空冷岛防冻要求。而机组在50%电负荷下为保证空冷岛防冻要求，只能提供100t/h抽汽量。为保证空冷运行的安全性，最好采用逻辑自动控制系统，达到机组防冻全自动控制。
五、效益分析
机组在TMCR进汽量最大抽汽量可达520t/h，可以向外提供348MW的热量，该工况下热耗为7274.7kj/kw.h与纯凝TMCR工况8066.3kj/kw.h相比下降了791.6kj/kw.h。
供热可使机组发电煤耗下降28g/kwh左右，抽汽后机组按照保守最低供电负荷450MW进行计算；冬季采暖期为180天计算：
节能量=450MW×1000×180天×24h×28g=5.4万吨（标准煤）
六、供热节能优化探讨
七、结束语
随着城市的快速发展以及节能减排工作的不断深入，我厂600MW直接空冷机组改供热机组已势在必行，相信通过课题攻关，空冷机组改供热的相关问题一定会得到较好的解决，为国内同类机组树立标杆。供热改造的成功实施，具有可观的经济效益和社会效益，对其投产后优化运行（例如采用背压机回收供热抽汽节流损失等方法），对供热机组的整体效益具有深远的意义。
【关键词】600MW空冷机组 供热改造 节能探讨
中图分类号：S210.4
一、供热改造的意义
城市集中供热是城市的基础设施之一，是改善城市环境、改善城市大气质量，提高城市现代化水平的重要措施，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。
通辽市近几年城市化进程得到了较快的发展，，供热矛盾较为突出，“十一五”以来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，节能减排工作取得了积极进展。通辽市近年房产规划和在建设项目越来越多，供热需求剧增，而建筑物的采暖用热将耗费巨大的能源，只有积极推广热电联产、实施集中供热才能满足日益发展的热负荷需要，才能有效的节约能源、控制和减少该区域的大气及水质污染，改善环境质量，提高人民生活水平。通辽电厂4×200MW纯凝汽轮发电机机组的改造已完成，1×600MW直接空冷机组的供热改造也已进入设计实施阶段。
二、通辽厂供热概况
通辽发电总厂总装机容量140MW，其中1-4号机为200MW机组，是哈汽生产的纯凝式机组，于2010全部完成供热改造。5号机组为600 MW亚临界空冷机组，是我国首台600MW空冷国产化示范项目，机组于2008年投产。随着通辽市开发区的发展，通辽地区供热紧张状况日趋严重。根据通辽市热力规划的发展要求，我厂600MW机组要进行供热改造，以满足1000万平米的供热需求。
三、600MW直接空冷机组改造方案介绍
组织设计、制造厂家对600MW直接空冷汽轮机组特性的研究和认证，初步确定了实施具体方案——在VWO工况（主蒸汽流量2080t/h）下，在确保冬季防冻最低要求的条件下，最大抽汽量可达520 t/h。
1、系统描述及布置：
对中低压缸连通管的结构进行改造，采用打孔抽汽方式从中低压缸连通管向外引出一根φ1220抽汽管道，作为供热汽源，在连通管上加装三通及连通管抽汽调节阀。从中低压连通管上引出的抽汽管，其自连通管引出后依次加装安全阀、抽汽逆止阀、快关阀、抽汽压力调节阀。汽源由联通管接出后通过厂内管网供市区各汽用户使用以及热网首站。
3、采用打孔抽汽方式从中低压连通管上向外引出一根抽汽管，作为供热热源。 抽汽管道上加装抽汽逆止阀（气动）、安全阀及抽汽快关阀（液动），抽汽调节阀（电动）。
4、增加抽汽部分的控制系统。
连通管调节蝶阀、抽汽管道调节蝶阀进入DEH中控制。汽轮机厂提供抽汽管上快关阀、调节阀、抽汽管道调节蝶阀的执行机构的接口要求，由DEH厂商完成控制系统的抽汽功能改造。抽汽逆止阀、液动快关阀控制接入DCS系统。
四、供热机组安全运行探讨
1、目前中间再热机组大都采用中低压缸连通管抽汽供热，在调节供热负荷时如果只调节抽汽流量调节阀而不对抽汽压力调节阀进行相应调节，将造成中排压力降至极低水平，使本级抽汽压力与上级抽汽压力的压差超出允许值，易产生动静摩擦，严重时可导致中压末级叶片断裂（我厂200MW机组中压末级损坏已有先例）。因此，为保证中压缸末级叶片的安全可靠性，在供热时中压缸排汽压力不得低于主汽流量相对应的中排压力，如果要在低于此压力下抽汽时，必须通过调整抽汽管道上的压力调节阀满足要求。
2、如果供热机组运行时跳闸，逆止门卡涩，供热快关阀拒动或关闭缓慢等现象，极易造成机组超速，因此，供热快速关断阀的快关信号必须取自汽轮机跳闸信号的硬接线，同时，机组小修及启动前，严格试验抽汽逆止门、快关阀的联锁正常，关闭严密。
3、严格控制低压缸的进汽量不得低于设计最小值，，将进入低壓缸的压力和温度下限与联通管控制阀联锁，确保低压缸安全运行。这方面已有电厂投入热工自动保护。
4、600MW机组供热改造受主机结构限制，调压阀均采用蝶阀并装在连通管上。蝶阀直径较大，蝶阀及油动机设计成为能否正常供热及机组安全运行的关键。建议蝶阀最大关闭与开启阻力矩一定要有余量， 油动机要有足够的能力， 油动机最好设计成双侧进油，否则会出现关不到位或关后不能开启的情况，既影响正常供热，甩负荷时也成为不安全因素；蝶阀设计选型时，要考虑各恶劣工况下强度、刚度、热应力与热变形等情况。
5、我厂600MW机组为直接空冷纯凝机组，改为供热机组，国内尚无投产先例，特别是通辽市处于高寒地区，如何保证对外供热的同时，保证空冷岛安全过冬是一个新课题。按制造厂要求，空冷岛在-28oC的环境温度下，排汽热量必须达到447MW以上才能保证防冻要求，而机组在最大抽汽量达到520t/h时，电负荷须在75%以上（排汽热量达到483MW），才能满足空冷岛防冻要求。而机组在50%电负荷下为保证空冷岛防冻要求，只能提供100t/h抽汽量。为保证空冷运行的安全性，最好采用逻辑自动控制系统，达到机组防冻全自动控制。
五、效益分析
机组在TMCR进汽量最大抽汽量可达520t/h，可以向外提供348MW的热量，该工况下热耗为7274.7kj/kw.h与纯凝TMCR工况8066.3kj/kw.h相比下降了791.6kj/kw.h。
供热可使机组发电煤耗下降28g/kwh左右，抽汽后机组按照保守最低供电负荷450MW进行计算；冬季采暖期为180天计算：
节能量=450MW×1000×180天×24h×28g=5.4万吨（标准煤）
六、供热节能优化探讨
七、结束语
随着城市的快速发展以及节能减排工作的不断深入，我厂600MW直接空冷机组改供热机组已势在必行，相信通过课题攻关，空冷机组改供热的相关问题一定会得到较好的解决，为国内同类机组树立标杆。供热改造的成功实施，具有可观的经济效益和社会效益，对其投产后优化运行（例如采用背压机回收供热抽汽节流损失等方法），对供热机组的整体效益具有深远的意义。