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摘 要：高压迭置改造中压热电厂可提高节能效益，增加发电能力与供热能力，降低造价和缩短建设周期，充分利用老厂的技术和管理经验。
关键词：改造 能源利用率 探讨
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）011-036-02
90年代初期，由于全国各地经济建设的突飞猛进造成各用热用电企业的热能电能严重供应不足，各企业都想尽办法进行老厂扩建或进行老厂改造。现根据其中典型的工程实例，详细论述中压热电机组采用高压抽汽机组迭置技术改造后的能源利用率。
1 改造前热电厂机组状况
（1）汽轮机组：两台12MW抽凝机，两台6MW背压机，具体参数如表1。
（2）锅炉：五台65T/H煤粉炉，具体参数如表2。
（3）机组汽平衡表，具体参数如表3。
2 改、扩建原因
根据统计及计算，设计热负荷为：年加权平均热负荷为334 t/h，冬季最高热负荷为501.35 t/h，冬季平均热负荷为414.1 t/h，夏季平均热负荷为276.8 t/h。供热蒸汽压力为0.98～1.27MPa。原机组供热能力为198 t/h，这样缺口负荷为：年加权平均热负荷为136 t/h，冬季平均热负荷为216.1 t/h，夏季平均热负荷为78.8 t/h。
热电厂经过前期工程建设后，锅炉容量已不能满足四台中温中压汽轮机满负荷运行。缺口负荷为50.43 t/h。
而在供电能力方面，因严重缺电而制约了当地国民经济发展。
3 扩建方案
根据扩建场地条件及以热定电、热电结合的原则拟定方案如下：
方案一：采用高压迭置。
方案二：独立高压抽汽机。
具体参数如表4。
对于方案一，双抽机的一段工业抽汽作为中温中压机组的入口蒸汽。这样相当于多了一台中温中压锅炉，使得老厂四台中温中压汽轮机组可以同时满负荷运行。新老锅炉的额定蒸发量略有富裕，全厂汽平衡状态良好。机组对外供热为363T/H。与热负荷年加权平均值334T/H相平衡。在冬季工况下，机组额定供热能力略显不足，此时可通过减温减压器供锅炉富裕蒸汽86.2T/H。
对于方案二，三期工程以独立形式建成并投运。中温中压机组的蒸汽平衡为-50.43 T/H。高温高压蒸汽的富余量与方案一相当。全厂供热能力为428T/H，满足冬季平均热负荷的需求，在冬季最高热负荷时，可通过减温减压器供锅炉富裕蒸汽62.7T/H。夏季需降负荷运行。
由于方案一双抽机的一段工业抽汽可带一台背压机（中温中压）运行，方案一的各项经济指标均优于方案二，发电能力高于方案二，锅炉的最低负荷率也低于方案二。且方案一投资略省。因此推荐方案一，即高压迭置系统。
4 高压迭置系统的特点
（1）高压汽轮机的第一段中压抽汽4.12 MPa、435℃补充原锅炉容量的不足。
（2）在满足各项生产指标的条件下，高压机组和中压机组都完全独立运行，仅把高压机组抽汽供给中压机组的主蒸汽对高压机组而言视为抽汽对外供热、而对中压机组而言视为锅炉所提供的主蒸汽。
（3）根据《小型火力发电厂设计规范》GB50049-2011中13.10.2的规定：装有抽汽式汽轮机或背压式汽轮机的热电厂，应按生产抽汽或排汽每种参数各装设一套备用减温减压器装置，其容量等于最大一台汽轮机的最大抽汽量或排汽量。这样可使中压汽轮机不会因高压汽轮机事故停机时而受到影响。
（4）为保证安全，除高压汽轮机在中压抽汽管路上串联设置两个抽汽止回阀外，还根据《防止电力生产重大事故的二十五项反措》9.1.10中要求的：抽汽机组的可调整抽汽逆止门应严密、连锁动作可靠，并必须设置有能快速关闭的抽汽截止门，以防止抽汽倒流引起超速。
5 高温高压汽轮机迭置改造中温中压汽轮机的优点
5.1 提高了经济效益
（1）提高了循环热效率。在蒸汽量不变、蒸汽终参数不变的条件下，供电标煤耗率由300～400g/kw.h可降至250～335g/kw.h，节约50～65g/kw.h。全厂热效率可大幅提高。
（2）降低了供热标准煤耗率。因高压煤粉锅炉热效率比中压煤粉炉热效率高约5%，则供热标准煤耗率由41.8kg/GJ降至39.5kg/GJ，每吉焦节标煤2.3kg。
5.2 增加了发电能力与供热能力
（1）增加了发电能力。由于蒸汽初参数从中温中压提高至高温高压，如终参数不变，一公斤新蒸汽可多做功～0.53kw.h/kg。如每小时新蒸汽流量为415T/H，则每小时多发电能219950 kw.h，年发电量和供电量大幅提高。
（2）增加了供热能力。CC50-8.83/4.12/1.47机组一段抽汽（额定/最大）75/220 T/H，二段抽汽（额定/最大）120/200 T/H。按本期全迭工程工况，除一段抽汽用作中温中压汽轮机组发电后还可供热外，二段抽汽均作供热之用。
5.3 降低造价和缩短建设周期
（1）老厂主要设备和附属设备均可利用。
（2）本期扩建2X220 T/H锅炉和1X CC50-8.83/4.12/1.47汽轮机。总投资为4.04亿元。单位投资为8080元/kw.h。但是实际上总发电量大于50+9.5MW，所以单位投资少于6789元/kw.h，比新建热电厂投资省。
（3）因原有中压电厂的化学水、生活水、输煤、压缩空气、疏水等公用系统可以部分利用部分扩建，金属实验室；锅炉、汽轮机、热控、输煤、电气、化水等各检修设备间；综合办公楼；厕所和浴室等公用建筑（构筑物）可合并利用，然后根据《火力发电厂试验、修配设备及建筑面积配置导则》DL/T5004-2010中规定的辅助建筑面积，采取不足部分进行扩建，因此可缩短扩建电厂建设周期。
5.4 可充分利用老厂的技术和管理经验
新建热电厂需要一批技术工人和技术管理人员，这些人员必须经过严格培训达到一定要求方能上岗。而老厂改、扩建可利用老厂原有的技术力量带动新生力量即“以老带新”和一套成熟的管理经验，使新扩建的高压热电厂快速投运并实现安全经济运行。
6 结论
（1）我国改革开放初期，投产了一大批中温中压热电厂，随着经济建设的不断发展所伴随的热负荷的增长，以及技术的进步，改、扩建这些中温中压热电厂机组成为必然。
（2）有较好的环境效益。热电厂供热能力的大幅提高即使用集中热电联产供热，替代各用热企业大量小容量锅炉，不仅可以有效地节约能源，而且还可以极大的改善环境质量。这也符合国家和各地方政府制定的环境保护总体政策和精神。
（3）选择 CC50-8.83/4.12/1.47高温高压汽轮机组作为原中温中压汽轮机组的前置机，实现高压迭置是变中压热电厂为高压热电厂较为合理的一种技改措施，在有条件的地方值得大力推广。热力系统紧密相连，可提高发电出力和供热能力。大大降低全厂供热煤耗率和供电煤耗率。因此，它是一种提高能源利用率的技术改造措施之一。在技术上是可行的，经济上是合理的。
参考文献：
[1] 小型火力发电厂设计规范 GB50049-2011[S].
[2] 防止电力生产重大事故的二十五项反措[S].
关键词：改造 能源利用率 探讨
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）011-036-02
90年代初期，由于全国各地经济建设的突飞猛进造成各用热用电企业的热能电能严重供应不足，各企业都想尽办法进行老厂扩建或进行老厂改造。现根据其中典型的工程实例，详细论述中压热电机组采用高压抽汽机组迭置技术改造后的能源利用率。
1 改造前热电厂机组状况
（1）汽轮机组：两台12MW抽凝机，两台6MW背压机，具体参数如表1。
（2）锅炉：五台65T/H煤粉炉，具体参数如表2。
（3）机组汽平衡表，具体参数如表3。
2 改、扩建原因
根据统计及计算，设计热负荷为：年加权平均热负荷为334 t/h，冬季最高热负荷为501.35 t/h，冬季平均热负荷为414.1 t/h，夏季平均热负荷为276.8 t/h。供热蒸汽压力为0.98～1.27MPa。原机组供热能力为198 t/h，这样缺口负荷为：年加权平均热负荷为136 t/h，冬季平均热负荷为216.1 t/h，夏季平均热负荷为78.8 t/h。
热电厂经过前期工程建设后，锅炉容量已不能满足四台中温中压汽轮机满负荷运行。缺口负荷为50.43 t/h。
而在供电能力方面，因严重缺电而制约了当地国民经济发展。
3 扩建方案
根据扩建场地条件及以热定电、热电结合的原则拟定方案如下：
方案一：采用高压迭置。
方案二：独立高压抽汽机。
具体参数如表4。
对于方案一，双抽机的一段工业抽汽作为中温中压机组的入口蒸汽。这样相当于多了一台中温中压锅炉，使得老厂四台中温中压汽轮机组可以同时满负荷运行。新老锅炉的额定蒸发量略有富裕，全厂汽平衡状态良好。机组对外供热为363T/H。与热负荷年加权平均值334T/H相平衡。在冬季工况下，机组额定供热能力略显不足，此时可通过减温减压器供锅炉富裕蒸汽86.2T/H。
对于方案二，三期工程以独立形式建成并投运。中温中压机组的蒸汽平衡为-50.43 T/H。高温高压蒸汽的富余量与方案一相当。全厂供热能力为428T/H，满足冬季平均热负荷的需求，在冬季最高热负荷时，可通过减温减压器供锅炉富裕蒸汽62.7T/H。夏季需降负荷运行。
由于方案一双抽机的一段工业抽汽可带一台背压机（中温中压）运行，方案一的各项经济指标均优于方案二，发电能力高于方案二，锅炉的最低负荷率也低于方案二。且方案一投资略省。因此推荐方案一，即高压迭置系统。
4 高压迭置系统的特点
（1）高压汽轮机的第一段中压抽汽4.12 MPa、435℃补充原锅炉容量的不足。
（2）在满足各项生产指标的条件下，高压机组和中压机组都完全独立运行，仅把高压机组抽汽供给中压机组的主蒸汽对高压机组而言视为抽汽对外供热、而对中压机组而言视为锅炉所提供的主蒸汽。
（3）根据《小型火力发电厂设计规范》GB50049-2011中13.10.2的规定：装有抽汽式汽轮机或背压式汽轮机的热电厂，应按生产抽汽或排汽每种参数各装设一套备用减温减压器装置，其容量等于最大一台汽轮机的最大抽汽量或排汽量。这样可使中压汽轮机不会因高压汽轮机事故停机时而受到影响。
（4）为保证安全，除高压汽轮机在中压抽汽管路上串联设置两个抽汽止回阀外，还根据《防止电力生产重大事故的二十五项反措》9.1.10中要求的：抽汽机组的可调整抽汽逆止门应严密、连锁动作可靠，并必须设置有能快速关闭的抽汽截止门，以防止抽汽倒流引起超速。
5 高温高压汽轮机迭置改造中温中压汽轮机的优点
5.1 提高了经济效益
（1）提高了循环热效率。在蒸汽量不变、蒸汽终参数不变的条件下，供电标煤耗率由300～400g/kw.h可降至250～335g/kw.h，节约50～65g/kw.h。全厂热效率可大幅提高。
（2）降低了供热标准煤耗率。因高压煤粉锅炉热效率比中压煤粉炉热效率高约5%，则供热标准煤耗率由41.8kg/GJ降至39.5kg/GJ，每吉焦节标煤2.3kg。
5.2 增加了发电能力与供热能力
（1）增加了发电能力。由于蒸汽初参数从中温中压提高至高温高压，如终参数不变，一公斤新蒸汽可多做功～0.53kw.h/kg。如每小时新蒸汽流量为415T/H，则每小时多发电能219950 kw.h，年发电量和供电量大幅提高。
（2）增加了供热能力。CC50-8.83/4.12/1.47机组一段抽汽（额定/最大）75/220 T/H，二段抽汽（额定/最大）120/200 T/H。按本期全迭工程工况，除一段抽汽用作中温中压汽轮机组发电后还可供热外，二段抽汽均作供热之用。
5.3 降低造价和缩短建设周期
（1）老厂主要设备和附属设备均可利用。
（2）本期扩建2X220 T/H锅炉和1X CC50-8.83/4.12/1.47汽轮机。总投资为4.04亿元。单位投资为8080元/kw.h。但是实际上总发电量大于50+9.5MW，所以单位投资少于6789元/kw.h，比新建热电厂投资省。
（3）因原有中压电厂的化学水、生活水、输煤、压缩空气、疏水等公用系统可以部分利用部分扩建，金属实验室；锅炉、汽轮机、热控、输煤、电气、化水等各检修设备间；综合办公楼；厕所和浴室等公用建筑（构筑物）可合并利用，然后根据《火力发电厂试验、修配设备及建筑面积配置导则》DL/T5004-2010中规定的辅助建筑面积，采取不足部分进行扩建，因此可缩短扩建电厂建设周期。
5.4 可充分利用老厂的技术和管理经验
新建热电厂需要一批技术工人和技术管理人员，这些人员必须经过严格培训达到一定要求方能上岗。而老厂改、扩建可利用老厂原有的技术力量带动新生力量即“以老带新”和一套成熟的管理经验，使新扩建的高压热电厂快速投运并实现安全经济运行。
6 结论
（1）我国改革开放初期，投产了一大批中温中压热电厂，随着经济建设的不断发展所伴随的热负荷的增长，以及技术的进步，改、扩建这些中温中压热电厂机组成为必然。
（2）有较好的环境效益。热电厂供热能力的大幅提高即使用集中热电联产供热，替代各用热企业大量小容量锅炉，不仅可以有效地节约能源，而且还可以极大的改善环境质量。这也符合国家和各地方政府制定的环境保护总体政策和精神。
（3）选择 CC50-8.83/4.12/1.47高温高压汽轮机组作为原中温中压汽轮机组的前置机，实现高压迭置是变中压热电厂为高压热电厂较为合理的一种技改措施，在有条件的地方值得大力推广。热力系统紧密相连，可提高发电出力和供热能力。大大降低全厂供热煤耗率和供电煤耗率。因此，它是一种提高能源利用率的技术改造措施之一。在技术上是可行的，经济上是合理的。
参考文献：
[1] 小型火力发电厂设计规范 GB50049-2011[S].
[2] 防止电力生产重大事故的二十五项反措[S].