张爱民
浙江浙能长兴发电有限公司，浙江省长兴县长兴大道99号 313100
【摘要】某上汽330MW纯凝机组电厂,在面临煤炭价格不断上涨，企业经济效显著下降，同时在国家节能减排的政策指引下，为了摆脱困境，寻求机遇，实现绿色、节能、高效的可持续发展，通过对纯凝机组进行供热改造，实现热电联产，深度融入城市发展，以满足市场需求。
浙能长兴电厂对330MW纯凝机组实施供热改造，减少了排汽冷凝热损失，提高了机组总体效率，改善了大气环境。它的成功充分证明了实施热电联产是目前火电机组生存发展的必由之路。
【关键词】纯凝机组；供热改造；市场需求；发展
1 机组概况
浙江浙能长兴发电厂四台机组（一、二期各两台，单元制布置）锅炉（型号：B&WB-1025/17.5-M）由北京 B＆W 公司设计制造，为亚临界参数、自然循环、一次中间再热、固态排渣、单炉膛单锅筒锅炉，露天戴帽布置。设计燃料为淮南烟煤，采用正压直吹中速磨系统，前后墙对冲燃烧方式。
我厂汽轮机采用高中压缸合缸，通流部分反向布置，且为双层缸；低压缸由一只外缸、两只内缸和隔热罩组 成，它是双流程、双排汽、对称布置。高压转子有一个单列调节级（进汽流向顺流布置）和 12 个压力级， 中压转子有 10 个压力级；低压转子有 2×7 个压力级。压力级均为反动式。
2 改造背景
浙能长兴电厂毗邻长兴经济技术开发区，2001年该开发区升格为省级开发区，迎来快速发展时期，大量优质企业落地该开发区内，区内多家企业建成投产后有较大地用热、用汽需求,供热前景良好。浙能长兴电厂抓住机遇，对各机组进行供热改造，铺设供热管线，以满足市场需求，走出一条“多元化”发展道路。
3 发展历程
3.1 #1号热力管线建设
2003年2月，长兴县发展计划与经济委员会批复浙能长兴电厂供热管网工程的立项申请。同年5月，浙能长兴电厂一期供热改造工程由浙江省电力设计院完成设计。6月，#1号热力管线——长兴经济技术开发区Ⅰ、Ⅱ标段近六公里供热主干管网正式开工建设。
本次供热改造工程采用汽轮机高压缸排汽即低温再热蒸汽作为汽源，从#1、#2机组的冷段引出经调节阀减压后进入供热蒸汽联箱，经供热管线向长兴经济开发区各用户供热。本工程供热参数：温度310°C，压力1.6MPa；供热能力为50t/h，并留有扩容能力，以备后续热网扩建的需要。
2003年10月，#1号热力管线通汽投用，同月签订第一家热用户协议，标志浙能长兴电厂正式实现热电联产。
3.2 #2号热力管线建设
2007年，根据长兴县的规划，准备动工兴建一座轻纺工业园区，而轻纺产业将产生大规模的热需求。浙能长兴电厂未雨绸缪、抢占先机，扩大供热范围，提供蒸汽给稚城镇工业园区热用户，具有十分明显的经济效益和社会效益。供热工程的实施，对于改善工业园区的招商引资外部环境也具有十分重要的意义。
2007年3月，浙能长兴电厂二期供热改造工程由浙江省电力设计院完成设计。2008年6月，#2号热力管线——长兴雉城工业园区供热主干管网正式开工建设。
本次二期供热改造采用与一期相同的汽源，从#3、#4机组的冷段引出经调节阀减压后进入供热蒸汽联箱，经供热管线向长兴雉城工业园区各用户供热。本工程供热参数：温度310°C，压力1.6MPa；供热能力为50t/h。
3.3 供热能力的突破探索
2016年，浙能长兴电厂四台机组通流改造刚刚完成，恰逢进入“十三五”开局之年，公司面临着发电利用小时不断下降的“新常态”，同时考虑到国家政策对“节能减排”方面的要求，浙能长兴电厂积极开拓供热市场，以此促进公司的可持续发展。
随着长兴县热力规划的逐步推进，当时预测浙能长兴电厂附近远期热负荷峰值将达到140t/h~150t/h。而长兴电厂长期维持在1~2台机组运行，单台机组冷段接出的供热管道供热能力为40t/h~50t/h，在单机或两台机运行时，原有供热管道供热能力无法满足远期热负荷的需求，故对全厂供热能力的提高迫在眉睫。
根据长兴电厂机组的实际情况，初步决定了四种提高供热能力的方案：
1)增大供热管道管径。通过增加供热管道管径，降低管道阻力，可增加管道输送能力。
2)冷段憋压。通过调节中压缸调节汽门的开度，提高冷段压力，可增加冷段的对外供热能力。
3)利用压力匹配器。通过压力匹配器，可同时抽取较高参数下的蒸汽和较低参数下的蒸汽，增加电厂对外供热能力。
4)中低压连通管加装蝶阀。在中低压连通管上加装一只蝶阀，通过控制蝶阀的开度来获得设定的抽汽压力。
考虑到利用压力匹配器方案和中低压连通管加装蝶阀方案无法满足低负荷下供热需求且外部供热流量需求暂未有明显增加，所以长兴电厂此次供热改造采用了加大管径或冷段憋压方案进行。利用压力匹配器方案和中低压连通管加装蝶阀方案暂不考虑。
3.3.1 中调门憋压
2016年5月，上海汽轮机厂对#3机中压调节汽门调整抽汽试验。
随着中调门开度降低，中调门阀前压力提高，高排抽汽点处压力提高，供汽量随之增大。
在负荷170MW，中调门开度21%时，受管线口径约束，供汽量为83t/h左右；此时开启冷再至超低排放供汽管线，使机组总供热量达到100t/h；继续降低负荷，维持总供热量100t/h,达到150MW时，中调门开度为19%。
试验结论：
1)单台机组在50%负荷下，通过调整中调门开度，可以对外供热100t/h，此时中调门前压力为3.0MPa，高排温度340℃。
2)通过调整中调门开度，对外供热蒸汽参数可调整范围为1.2MPa~3.0MPa。
3)原有供热管道已经无法满足83t/h及以上的热负荷，需新增供热管道。
3.3.2 增大供热管径
2018年12月，浙能长兴电厂对#1、#4机组完成供热扩容改造，在冷再抽出管路增加一路DN300供热增容管道，并由上汽厂进行汽轮机低负荷供热运行可行性研究性能试验。
试验得出：当中压调门未参与调节并通过高排对外供热的情况下，调节级/高排压比较大；当中压调门参与调节，关小憋压，则压比减小。故通过中压调门参与调节，不仅可以调整抽汽供热参数，同时会对减小压比、减小高压末级前后压差起到一定的作用。
试验中得出新增供热母管（DN300）配合中调门憋压方式运行，在各负荷段可达到供热抽汽量如下：
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4 后续改造打算
1)增大供热管径改造方式目前在#1、#4机组中已完成，后续打算在#2、#3机组继续进行改造。在全部改造完成后，各机组单机供热能力均能达到100t/h，双机以上运行时能够满足工业用户用汽需求。
2)继续探索提升单机供热能力的改造方式，为后续供热改造提供技术储备。
5 结束语
330MW 机组热电联产后，经计算在 150th 供热负荷下，每年向大气减少的烟尘排放量约4000吨～51760吨;减少的二氧化硫排放量约1190吨～6455 吨，节能减排、环境保护、企业经济效益显著。人们常把 330MW 纯凝电厂实施热电联产机组供热改造工程比作黄金工程，把供热蒸汽管道工程比作黄金管道工程。
在节能减排长期国策指引下，在各级政府支持下，330MW 纯凝机组走热电联产，实施对城市集中供热，在满足市场需求的同时，顺应社会发展潮流，延长企业生命力，是亚临界纯凝电厂企业走向可持续发展的康庄大道。
参考文献：
【1】上海汽轮机厂N300-16.7/538/538引进型300MW中间再热凝汽式汽轮机说明书
【2】热力发电厂（第二版）叶涛主编 中国电力出版社
作者简介：
张爱民（1972—），男，工程师，浙江长兴，从事火电厂生产技术管理工作。