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热电解耦的好办法——汽汽引射
作者:管理员    发布于:2017-08-24 11:11:15    文字:【】【】【

  清洁高效燃煤发电技术中心讯:摘 要:热电解耦的本质是实现电、热负荷相互转移,即热电比的大幅度调节。其最直接、最节能和最节省投资的方案是汽汽引射!

  关键词:热电解耦 汽汽引射 供热

  一、概述

  当前,热电解耦任务紧迫呼声高。那么,最可行的方案是什么?

  谈到解耦,当前有几个误区:

  误区1:为了实现锅炉小负荷不投油运行,人们投入大量精力开展研究工作。如:燃烧系统、脱硫脱硝系统、空预器及控制系统等的改造适应问题的研究。可那不是问题的关键,与解耦不是直接相关联,因为即使不解耦锅炉调峰也必须要研究这些问题。换句话说,只有在发电与供热总负荷太小的时候才能出现这些问题。而解耦的本质是实现电、热负荷相互转移,不仅仅是总负荷的大小调节。

  误区2:采用储热方式,设计大型热水池储热,这更是没有对症下药。占地很大,投资很大,但不能解决天气持续寒冷条件下的供热问题。不去改造机组就无法实现把电负荷转化成热负荷问题。

  误区3:切除低压缸进汽,虽然能够部分转移电负荷增加机组供热能力,但此办法有下列弊端:

  1、如果不拆除低压转子叶片,在无蒸汽流量的情况下运行低压缸内会产生鼓风效应;

  2、如果拆除叶片光轴运行,就无法实现热负荷向电负荷转移,另外转子自振频率、临界转速、挠度发生变化,会导致振动问题,是否也应该引起注意;

  3、这样改法,机组类似改成了背压机组,使热电比的调整范围更加小或者说更加”以热定电”或“以电定热”了;

  4、解耦幅度有限;

  5、此处蒸汽参数低,有时不能满足用户要求。

  误区4:用电锅炉方案解耦,的确会有很大的灵活性,只是经济性上存在问题。本来机组供热的目的是经济性,也就是机组排汽汽化潜热的利用为目的之一。电锅炉的方案无法实现这样的经济性,而是做了一件热力学原理上忌讳的事,即电热1:1转换。如果有合适的低温热源通过热泵吸收供热,能提高一些经济性,但一是提高不多,二是热源难寻,三是投资太大,所以不可取。

  误区5、把纯凝机组改造成抽汽供热机组,问题是风险大、投资大、解耦幅度有限。

  二、需要解决的关键问题

  对于无再热系统的抽汽机组来说,已经实现了热电比的自由调节,当然也存在幅度问题;对于背压机组解耦也很简单,上台减温减压器就行了,即把新蒸汽参数降至供汽参数即可。而我国火力发电厂目前大都是纯凝再热机组,解耦主要受到四个问题的困扰:

  问题1、如果用过热蒸汽或冷再蒸汽直接减温减压供热就会使锅炉再热蒸汽流量不足造成再热器超温;

  问题2、如果用过多再热蒸汽供热,会使汽轮机中压缸进汽量减少造成机组轴向推力反向,推力瓦失效;

  问题3、如果用低压缸进汽改供热,就会出现前文概述中那些弊端,实现不了大幅度的热电比可调;

  问题4、解耦的同时,还要兼顾机组的热经济性,即:最大程度的减少冷源损失。

  由此看来,无论从何处取汽源用于供热,都存在严重弊端。也可以说:找到一个理想的解耦方案是很困难的,必须要有新思维新方法才行。

  三、解决办法

  那么,什么是最好的解耦方案呢?笔者在此正式提出”汽汽引射”方案,供专家批评参考。(参考系统图:丹东电厂350MW机组)

  1、怎样既保证过热蒸汽和再热蒸汽的流量比例不失调又能解决机组轴向推力失衡问题?

  答:设置两台汽汽引射器,一台称作配汽引射器,用1份过热蒸汽引射3份热再汽并喷水减温送回冷再, 实现再循环 ,从而增加了再热蒸汽流量。另一台称作供热引射器,用3份过热蒸汽引射1份热再汽并喷水减温对外供热。

  两台引射器的引射比互成反比关系,既能实现锅炉的过热蒸汽和再热蒸汽的比例保持基本不变,又能保证高、中压缸各自进汽量减少值一样从而防止了机组推力的变化。这一点是很巧妙的,读者可以仔细推敲。

  2、此方案节能吗?

  答:引射器不同于减温减压器,节流损失小。在诸多方案中,获得供汽压力最高的方案就是最好的方案,因为它还可以引射更多的低压蒸气,使其升压供出,进一步提高经济性,例如引射中压缸排气。

  3、此方案对热控要求高吗?

  答:控制原理简述:

  供汽引射器调节其出口供汽压力,保证供热蒸汽流量;

  配汽引射器调节其出口即高排压力,保证再热蒸汽流量。当供汽量增加导致新蒸汽压力降低,从而导致高排压力降低,此时配汽引射器加大开度,保证高排压力不变,(滑参数运行,满足曲线要求),会使高压蒸汽压力进一步降低,此时要求减电负荷或者增加锅炉出力,以保证新蒸汽压力。

  以上过程中,热再压力也是下降过程,由于补充了高排(冷再)压力,所以理论上热再压力变化不大,但为了保证控制的精确性,增加汽汽引射器低压汽(热再)控制阀,用于控制热再汽压力,以保证机组合适的轴向推力。为了便于控制,供汽引射器的引射比设计值取大于1/3,例如2/3.

  以上控制方案虽然没有直接控制流量,但只要把各点压力控制好,流量和推力平衡问题,就解决好了。

  关于切入与切除只要定一个步骤及注意事项就可以了。

  5、引射器出故障会不会引发事故?答:不会的。当引射器出力出现不可控时,小了,只是会引起供热量不足;大了,最恶劣可能会引起再热器安全阀或供热管路安全阀起跳;意外关闭时,不会出现倒流问题,因为引射器进口均设有止回伐。

  四、汽汽引射器简介

  我国已掌握了第四代引射技术(国外没有)即联调技术,其原理是在中间设置一根通轴,调节时各部横截面积按比例变化始终保持最佳面积比运行,从而保证了变工况下运行的引射比。由于计算软件和仿真软件的日臻成熟,产品的设计性能与实用性能基本一致。

  还有重要的一点:用汽汽引射器的方案实现热电解耦是投资最省的方案,投资可能低于其它方案的10%~30%。

  我们甚至可以预测,有了联调型引射器,传统复杂的抽汽供热机组未来可能会消失!

  五、结论

  我们必须强化一个概念:解耦就是要实现热电比的大幅度可调,本汽汽引射方案理论上可实现解耦负荷率100%,同时还具有最节能、投资大幅度降低的优势。

  总之,热电解耦最直接、最节能和最节省投资的方案是汽汽引射!

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