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[摘要]本文通过对我公司1号机组高背压改造项目背景即直接空冷机组存在的问题进行分析，从安全性和经济性等方面对该项目进行评价，得出的结论包括：1、高背压改造项目大大提高了供热的可靠性，增加了供热面积；2、高背压改造可以产生巨大的环保效益和经济效益。3、高背压供热对机组安全性的影响。
[关键词]直接空冷高背压效益
中图分类号：J62.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0202-01
1.系统概述
山西大唐国际临汾热电有限责任公司建设规模为2×300 MW国产亚临界直接空冷发电机组，汽轮机为上海汽轮机厂生产的CZK300-16.7/0.4/538/538亚临界、单轴、中间再热、双缸双排汽、空冷、抽汽凝汽式汽轮机。主要技术参数为：汽轮机进汽压力16.7MPa，汽轮机进汽温度537 ℃，再热蒸汽温度537 ℃，供热抽汽压力0.4 MPa。高背压改造后供热是通过调整空冷风机的运行方式来提高汽轮机的排汽背压，利用排汽的汽化潜热通过热网凝汽器对热网循环水进行一级加热，循环水温度由50℃升至67℃，尖峰时期利用采暖抽汽通过热网加热器进行二级加热来达到供热所需温度。正常情况下汽轮机排汽压力为10～15kPa，高背压改造后，汽轮机排气背压升高，对应的饱和温度也升高。
2.高背压改造背景
空冷机组将汽轮机低压缸排汽送入空冷岛，因为乏汽中含有的大量余热未被利用而被排放到环境中，因此热损失比较大。
随着国家地方对环保的要求越来越高，临汾市逐渐关停了小供热锅炉，禁止燃烧散煤，使得临汾市供热面积明显增加，原供热模式已经不能满足供热要求。
采用汽轮机五段抽汽对热网循环水进行加热，夏季空冷机组背压较高，全年平均供电煤耗约330g/kWh。根据国家“十二五”节能减排和节能降耗规划，到2020年现役火力发电机组供电煤耗必须低于310g/kWh，临汾热电公司积极响应国家要求，对1号机组进行改造，可以提高机组效率，降低供电煤耗。
3.改造效果
3.1 經济性分析
在供暖初期和末期，供水温度在70℃以下，用低压缸排汽通过热网凝汽器对循环水进行加热即可满足供热需求；在供暖尖峰时期，用热网凝汽器对循环水进行一级加热，用汽轮机五段抽汽通过热网加热器对循环水进行二级加热，从而使一次网循环水温度达到供热需求，1号发电机组进行高背压改造后，排汽背压升高至28kPa，供热能力提高至700MW，循环水流量增加至9250t/h，供回水温度115/50℃。供热面积约增加了300万平方米；供热量的增加使公司的热费收入明显增加；供热期间1号机空冷风机运行台数和运行时间明显减少，大大降低了厂用电率；供热面积增加的同时增加了机组的发电能力；高背压供热运行后，虽然汽轮机排汽背压提高降低了汽轮机的效率，但充分利用了乏汽汽化潜热，降低了汽轮机的冷端损失，提高了机组的整体热效率，产生了巨大的经济效益。
3.2 安全性分析
1号机组高背压改造后，由1号机的乏汽对热网循环水进行一级加热，1、2号机采暖抽汽对热网循环水进行二级加热，同时采暖抽汽由母管制改为单元制，大大提高了供热的安全性。
1号机组高背压改造后，进入空冷岛的乏汽变少，在冬季气温较低时，空冷岛的散热片可能会冻坏，因此加强对空冷岛散热面测温，严密监视空冷岛各散热片温度，发现问题及时采取措施，如：改变空冷运行方式（关闭某一列散热单元进气隔离阀、抽真空阀）对该列进行隔离，增加其它列进汽量；合理调整进入热网凝汽器的乏汽的量（如改变背压或调节高背压凝汽器进汽阀），环境温度低至-10℃对空冷岛加装保温材料进行保护。
背压提高至32kPa，负荷低至180MW，观察汽轮机排汽温度为对应背压下的饱和温度，若排汽温度高于饱和温度说明低压缸存在过热现象，因此1号机热网凝汽器运行期间，汽轮机排汽口背压不允许超过32KPa，注意监视汽轮机排汽温度变化情况，汽轮机排汽温度大于70℃，可采取关小1号机组五段抽汽供热量，增大汽轮机低压缸蒸汽量的方法或应降低背压运行增加一列空冷岛运行的方法消除，或临时增加真空泵运行台数）；同时注意低压缸排汽温度达到80℃喷水应自动投入，否则手动投入；另外应关注汽轮机轴向推力、轴承金属温度，重点关注低压缸4、5号轴承金属温度，防止温度超限。
对小汽轮机的影响：由于我厂小汽轮机排汽直接进入空冷岛，高背压改造后，背压的变化直接影响小汽轮机的安全运行，在背压达到32KPa，小汽轮机排汽温度会达到报警，同时在高负荷时小汽轮机的低压调门会开大至60%左右，如果瞬间波动大会导致高调门参与调节，影响水位调节，可能造成水位自动失调，因此在高负荷应关注小汽轮机排气温度的变化，防止过热，同时还要注意小机调门开度不超60%，否则降低背压，防止小汽轮机失调影响机组安全。
负荷大幅变化、热网循环泵跳闸对背压影响比较大，机组背压急剧升高大于34KPa时，检查开启空冷岛停运列进汽隔离阀及抽真空阀，并手动启动该两列空冷风机运行，维持机组背压在正常范围内；若机组背压大于34KPa，空冷岛短时不能投入，降低机组负荷，控制机组背压在正常范围内。
在提高机组背压时，对应凝结水温度升高，应关注精处理运行情况，防止温度高精处理解列或者床子失效影响凝结水水质，考虑在高背压运行期间凝结水温度严禁超过70℃，同时考虑将精处理树脂更换为耐高温树脂，进一步提高凝结水温度，提高高背压供热能力。
结论：
高背压供热改造为公司安全供热奠定了良好的基础，大大提高了供热的可靠性，增加了供热面积；同时高背压改造也降低了机组供电煤耗，改善了市区环境，产生了巨大的环保效益和经济效益；但同时我们也要充分认识到高背压供热对机组安全性的影响，在对机组安全有影响的情况下，果断采取措施，严守底线保证机组安全。
参考文献
[1]600 MW直接空冷机组背压飞升保护逻辑优化[J]. 王天堃. 华电技术. 2014（11）
[2]家用热泵供热水装置及其实验研究[J]. 郑贤德，吴小平. 制冷与空调. 1998（01）
[关键词]直接空冷高背压效益
中图分类号：J62.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0202-01
1.系统概述
山西大唐国际临汾热电有限责任公司建设规模为2×300 MW国产亚临界直接空冷发电机组，汽轮机为上海汽轮机厂生产的CZK300-16.7/0.4/538/538亚临界、单轴、中间再热、双缸双排汽、空冷、抽汽凝汽式汽轮机。主要技术参数为：汽轮机进汽压力16.7MPa，汽轮机进汽温度537 ℃，再热蒸汽温度537 ℃，供热抽汽压力0.4 MPa。高背压改造后供热是通过调整空冷风机的运行方式来提高汽轮机的排汽背压，利用排汽的汽化潜热通过热网凝汽器对热网循环水进行一级加热，循环水温度由50℃升至67℃，尖峰时期利用采暖抽汽通过热网加热器进行二级加热来达到供热所需温度。正常情况下汽轮机排汽压力为10～15kPa，高背压改造后，汽轮机排气背压升高，对应的饱和温度也升高。
2.高背压改造背景
空冷机组将汽轮机低压缸排汽送入空冷岛，因为乏汽中含有的大量余热未被利用而被排放到环境中，因此热损失比较大。
随着国家地方对环保的要求越来越高，临汾市逐渐关停了小供热锅炉，禁止燃烧散煤，使得临汾市供热面积明显增加，原供热模式已经不能满足供热要求。
采用汽轮机五段抽汽对热网循环水进行加热，夏季空冷机组背压较高，全年平均供电煤耗约330g/kWh。根据国家“十二五”节能减排和节能降耗规划，到2020年现役火力发电机组供电煤耗必须低于310g/kWh，临汾热电公司积极响应国家要求，对1号机组进行改造，可以提高机组效率，降低供电煤耗。
3.改造效果
3.1 經济性分析
在供暖初期和末期，供水温度在70℃以下，用低压缸排汽通过热网凝汽器对循环水进行加热即可满足供热需求；在供暖尖峰时期，用热网凝汽器对循环水进行一级加热，用汽轮机五段抽汽通过热网加热器对循环水进行二级加热，从而使一次网循环水温度达到供热需求，1号发电机组进行高背压改造后，排汽背压升高至28kPa，供热能力提高至700MW，循环水流量增加至9250t/h，供回水温度115/50℃。供热面积约增加了300万平方米；供热量的增加使公司的热费收入明显增加；供热期间1号机空冷风机运行台数和运行时间明显减少，大大降低了厂用电率；供热面积增加的同时增加了机组的发电能力；高背压供热运行后，虽然汽轮机排汽背压提高降低了汽轮机的效率，但充分利用了乏汽汽化潜热，降低了汽轮机的冷端损失，提高了机组的整体热效率，产生了巨大的经济效益。
3.2 安全性分析
1号机组高背压改造后，由1号机的乏汽对热网循环水进行一级加热，1、2号机采暖抽汽对热网循环水进行二级加热，同时采暖抽汽由母管制改为单元制，大大提高了供热的安全性。
1号机组高背压改造后，进入空冷岛的乏汽变少，在冬季气温较低时，空冷岛的散热片可能会冻坏，因此加强对空冷岛散热面测温，严密监视空冷岛各散热片温度，发现问题及时采取措施，如：改变空冷运行方式（关闭某一列散热单元进气隔离阀、抽真空阀）对该列进行隔离，增加其它列进汽量；合理调整进入热网凝汽器的乏汽的量（如改变背压或调节高背压凝汽器进汽阀），环境温度低至-10℃对空冷岛加装保温材料进行保护。
背压提高至32kPa，负荷低至180MW，观察汽轮机排汽温度为对应背压下的饱和温度，若排汽温度高于饱和温度说明低压缸存在过热现象，因此1号机热网凝汽器运行期间，汽轮机排汽口背压不允许超过32KPa，注意监视汽轮机排汽温度变化情况，汽轮机排汽温度大于70℃，可采取关小1号机组五段抽汽供热量，增大汽轮机低压缸蒸汽量的方法或应降低背压运行增加一列空冷岛运行的方法消除，或临时增加真空泵运行台数）；同时注意低压缸排汽温度达到80℃喷水应自动投入，否则手动投入；另外应关注汽轮机轴向推力、轴承金属温度，重点关注低压缸4、5号轴承金属温度，防止温度超限。
对小汽轮机的影响：由于我厂小汽轮机排汽直接进入空冷岛，高背压改造后，背压的变化直接影响小汽轮机的安全运行，在背压达到32KPa，小汽轮机排汽温度会达到报警，同时在高负荷时小汽轮机的低压调门会开大至60%左右，如果瞬间波动大会导致高调门参与调节，影响水位调节，可能造成水位自动失调，因此在高负荷应关注小汽轮机排气温度的变化，防止过热，同时还要注意小机调门开度不超60%，否则降低背压，防止小汽轮机失调影响机组安全。
负荷大幅变化、热网循环泵跳闸对背压影响比较大，机组背压急剧升高大于34KPa时，检查开启空冷岛停运列进汽隔离阀及抽真空阀，并手动启动该两列空冷风机运行，维持机组背压在正常范围内；若机组背压大于34KPa，空冷岛短时不能投入，降低机组负荷，控制机组背压在正常范围内。
在提高机组背压时，对应凝结水温度升高，应关注精处理运行情况，防止温度高精处理解列或者床子失效影响凝结水水质，考虑在高背压运行期间凝结水温度严禁超过70℃，同时考虑将精处理树脂更换为耐高温树脂，进一步提高凝结水温度，提高高背压供热能力。
结论：
高背压供热改造为公司安全供热奠定了良好的基础，大大提高了供热的可靠性，增加了供热面积；同时高背压改造也降低了机组供电煤耗，改善了市区环境，产生了巨大的环保效益和经济效益；但同时我们也要充分认识到高背压供热对机组安全性的影响，在对机组安全有影响的情况下，果断采取措施，严守底线保证机组安全。
参考文献
[1]600 MW直接空冷机组背压飞升保护逻辑优化[J]. 王天堃. 华电技术. 2014（11）
[2]家用热泵供热水装置及其实验研究[J]. 郑贤德，吴小平. 制冷与空调. 1998（01）