200MW机组打孔抽汽供热改造可研报告.doc

200MW机组打孔抽汽供热改造可行性研究报告2008年09月20日四号汽轮机供热机组改造一、总论XXXX电厂4号为哈汽生产的三缸三排汽200MW汽轮机组，近几年来，随着我国煤、电、油等能源供应紧张，国家提出节能减排要求，出台关停小机组，“上大压小”的政策。从2007年开始东北电力供需市场又出现电力过剩的情况，目前，XXXX电厂单机供电煤耗为352gkWh，面对超临界大机组发电竞争能力薄弱，急需通过节能改造，寻找新的经济增长点。根据XX市经济开发区工业用汽的需求及市内民用供热量的不断增长，急需XXXX电厂进行供热。目前4号机已进行了主机的通流改造完的有力条件，所以利用2009年A期间对4号机供热进行供热机组改造非常必要。二、改造的必要性1.目前机组的运行状况1.1.铭牌及技术参数：型 号：N200-130/535/535型 1.2运行简历：XXXX电厂4号汽轮机于1990年10月投入运行，经历4次大修、26余次小修。 2.主要存在的问题2.1 XX市经济技术开发区自创建以来，采暖需求不断增大，截至2007年，开发区采暖面积已达300万平米。2008年XX市供热高速以1.2m管径的供热管路与XX市内已联网，换热面积增加到800万平米。而XXXX电厂地理位置正处于开发区，逐渐将XXXX电厂四台纯凝汽式汽轮发电机组改造成抽汽供热机组，对开发区进行采暖供热具有得天独厚的优势。2008年2号机已进行供热机组改造，正在进行施工安装。一台机组进行供热，不能满足热网用户要求，当2号机停运时将严重影响热网用户的供热。目前，浑江发电厂两台哈汽生产的200MW机组已进行了抽汽打孔供热机组改造，应用效果良好。3.对安全性及经济性的影响3.1 近来，天津市电科院提出了一种新技术，可将三缸三排汽纯凝汽机组改造成供热、发电“两用”的热电联产机组，其原理已得到制造厂家认可，并已申请了国家发明专利（专利号200410020392.4）。其供热改造的机理，改造后的安全可靠性，运行灵活性和技术经济分析等，按案例分析一台N200MW机组改成存供热热电两用机后，一个采暖期节约标煤15000吨，年收益450万元，投资不超过1400万元（含一台机热网首站），投资回收期不到34个月，值得大力推广。三、 改造的可行性1. 目前的先进水平1.1供热改造方案 此改造方案不改动汽轮机本体设备的核心部件通流部件，只在低压导汽管上增装串联调节阀A和供热支管上调节阀B和一套保证机组安全的DEH调节软件，用以协调控制高压缸调节阀及A、B调节阀。能在设定参数上下限范围内、自动匹配调节，达到运行热电用户之要求。改造简单，通流部件节省费用，代替了低压回转隔板及低压油动机老式系统，即简化了调速系统，又未改动通流部件。1.1.2 供热改造原理供热机组应能满足热用户供热蒸汽流量及供热蒸汽压力（温度）在一定范围内变动的要求。一般采暖抽汽压力为0.120.25MPa，而供热蒸汽流量随热用户需求而变化。本型汽轮机组的固有变工况特性包括：(1）中压缸排汽压力与主汽流量成正比；（2）在主蒸汽流量不变时，若从低压导汽管上多抽汽，中压缸排汽压力必下降，反之亦然。根据汽轮机隔板强度要求，在任何情况下必须同时满足以下两个安全条件：甲：对于中压缸通流级P中排P乙：对于两个低压缸通流级P低进 P (P低进-最小为P中排的10%)。否则将对机组安全运行产生诸多严重影响（如隔板强度不够、差胀增加、轴封磨损、振动等），为制造厂家设计所不容许。本机组改造后必须安全可靠，满足热电用户要求：纯凝工况时，G供热=0，P中排必定为P中排相应设计值，与未改前运行工况相同。满足热用户运行时，要求G供热，P供热纯凝转换为热电联产工况，其调节过程如下：(1)开启调节阀B供汽，使G供热满足用户要求，同时P中排必下降。（2）调节阀A按照P中排F(G主汽)关系关小节流阀，使P中排等于相应主汽流量下之P中排纯凝设计值，以满足安全条件甲，同时由于A阀节流及低压导汽管抽走G供热之双重影响，A阀后压力P低进必定低于P ，安全条件乙也得到满足。上述自动调节过程是为便于叙述，分步说明，实际上是连续跟踪平稳调节。以上分析是在以热定电工况下的情况进行的，若电网调度要求改变发电机功率或热力用户改变参数（供热压力），其热控自动系统也能根据汽轮机变工况原理保持平稳调节，使发电机功率、供热汽量及供热压力均可在给定上下限之间的指定值运行，并确保有关参数满足机组安全经济设计规定。调整结果使由低压导汽管抽出蒸汽量（即供热蒸汽量）等于或基本等于进入2、3低压缸减少之蒸汽量。据此，该N20012.75535535三缸三排汽200MW纯凝汽机组，可按上述技术改造方案，成为“两用型”热电联产机组。即在不需要供热时，可以纯凝方式发电，仍保持原有之发电功率、热耗率等原设计之技术经济指标，而在需要供热时，又能立即转入热电联产方式运行。目前，2号机供热机组改造正在安装中，换热首站已委托辽宁节能规划设计院正在设计中。2. 改造的业绩及水平2.1目前浑江发电厂两台哈汽生产的200MW机组已进行了供热机组改造，应用效果良好。四、改造的方案论证1.方案一：在机组的低于导汽管上进行抽汽打孔，接引三通及管路加装阀门引致换热首站。优点：节省造价。当夏季外界不用热负荷时，可关掉供热系统，使机组正常发电。缺点：供热面积小。2.方案二，对机组进行存供热改造。优点：供热面积大。缺点：造价高，当外界热负荷低时，机组不能全部进行发电。五、改造的主要内容及实施条件1.改造的主要内容1.1 更换中低压导汽管。1.2安装弹簧支吊架，安装供热管路及安全门管路。1.2.1在四号机中低压联通管开抽汽孔，在连通管中间的水平直管段两边增加连接法兰，采用螺栓与垂直管段相连接；1.2.2、在一根连通管的适当位置上一侧打孔抽汽，两个连通管中间由联络管连接；1.2.3、在两个连通管抽汽口后面各安装一个碟阀，适当控制抽汽压力；1.2.4、在抽汽工况时，联通管的压力应该控制在0.220.27Mpa范围内，压力太低对中压缸末几级不利，太高对中压缸后面的低压缸不利，如果压力高于0.27Mpa，请适当打开蝶阀，以降低压力。1.2.5、抽汽管引出后在管道上加装快关阀、抽汽逆止门和电动截止门。1.2.6、抽汽进入热网加热器，换热后疏水回到4号低压加热器。 1.2.7、在中压缸相连的低压缸进口处接出一个压力信号，将其接入DEH控制系统，在抽汽时，监视其压力不要超过原机组允许的压力。六、投资及回报1.费用估算1.1经费来源资金来源投资数额备注发电事业部投入400万银行借贷企业自筹总投资400万1.2经费预算序号材料、设备名称规格型号产地单 价万 元数量总价万元1电动阀门、抽汽逆止门、液压调整门招标2001套200设计费招标802电缆及控制柜招标153套453弹簧支吊架、管道、管件、材料费75合 计4001. 改造后的收益1、节能效益供热改造后，额定工况：主汽量570th，供热流量最大为150th，发电标煤耗从纯凝工况326gkWh，减少至313.5gkWh。下降了12.5gkWh，下降幅度为4。由于供热后低缸排汽量减少，汽轮机组循环水泵可节约厂用电约290kW，抵消了部分首站热网循环泵电量。 减少电厂冷水塔的蒸发损失，大量节水，最大供热量运行可节省补充水约30万吨。2、经济效益 热源改造投资小，机组一台各种改造费400万元，折合每th供热汽量热源投资为4万元，而新建锅炉供热热源投资每th在35万元。另有征地、运煤、除灰、环保等诸多问题。每台机新增供热能力相当于新建一台135MW热电联产机组，可节约投资8亿多。即使包括换热首站费用约1000万元，总改造费用亦只有1400万元左右。如单台机组进行存供热机组改造，改造后经初步计算可提供最大供暖抽汽量100-150th，折合供热量112GJ。机组出力186MW，主汽流量670th。以目前该电厂机组电力上网价格及开发区供热价计算，每台机组在一个采暖期若以最大工况运行，仅在燃料费不变时新增加供热收入抵消减少售电收入后的一项收益即比纯凝工况可增利约450万元台冬。改造投资回收期3年，经济效益十分诱人。3、环境效益如单台机组进行存供热机组改造，若改造后每台机组每个供暖季节标煤15000吨，则相应减少粉尘全排放量9000吨，减少CO2 45000吨，减少SO2291吨，减少灰渣全排放515吨。而且，热电厂锅炉除尘脱硫都能达标，而分散供热或锅炉房供热都很难达到环保要求。如单台机组进行抽汽打孔供热机组改造，环境效益也能达到接近39左右。所以，环保效益很好。4、其它效益运行方式灵活，在不供热时，本机组仍可立即恢复原凝汽运行方式，性能不变。改造工作量小，改造工期短，机组改造期只需一个B检时间即可完成改造工作。 3.投资回报年限机组改进后额定工况下对应发电煤耗率平均下降12.5g/(kWh)左右。若按年发电量12亿kWh，标煤价格300元/吨计算，不计其它因素，单台机组每冬季仅燃煤成本就可节约4