大型汽轮机组高背压供热改造适用性分析_戈志华

第 37 卷 第 11 期 中 国 电 机 工 程 学 报 Vol 37 No 11 Jun 5 2017 3216 2017 年 6 月 5 日 Proceedings of the CSEE 2017 Chin Soc for Elec Eng DOI 10 13334 j 0258 8013 pcsee 160641 文章编号 0258 8013 2017 11 3216 07 中图分类号 TK 11 大型汽轮机组高背压供热改造适用性分析 戈志华 孙诗梦 万燕 赵世飞 何坚忍 电站设备状态监测与控制教育部重点实验室 华北电力大学 北京市 昌平区 102206 Applicability Analysis of High Back pressure Heating Retrofit for Large scale Steam Turbine Unit GE Zhihua SUN Shimeng WAN Yan ZHAO Shifei HE Jianren Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment Ministry of Education North China Electric Power University Changping District Beijing 102206 China ABSTRACT Large scale steam turbine unit adopts high back pressure heating method and hence can reduce the exergy losses of the extract steam as well as extend the heating capacity of the unit due to utilization of exhaust heat A theoretical model of cascade heating system with high back pressure for 330MW air cooled unit was established The quantitative results of the application condition for heating retrofit were obtained by analyzing the dynamic effect of return water temperature of heating network on the performance of heating unit with high back pressure The results show that heating retrofit with high back pressure is suitable for regions of low return water temperature and large heating area When the return temperature exceeds 59 the retrofit seems to be inappropriate The heating capacity of the unit with high back pressure is 24 8 higher than that of the traditional heating method using extraction steam When the heating area reaches 10 million m2 the standard coal consumption rate is 138 7g kW h which can effectively alleviate the contradiction between regional electricity and heat The research provides the basis for selecting the heating mode and can avoid the aimlessness of utilizing heating retrofit with high back pressure KEY WORDS combined heat and power high back pressure heating retrofit application condition heat to electric ratio 摘要 大型汽轮机组采用高背压余热供热 可减少传统抽汽 供热造成的可用能损失 而且回收了排汽余热还可扩大机组 的供热能力 以某 330MW 空冷机组为例 建立了高背压余 热梯级供热系统理论模型 分析一次网回水温度变化对高背 压供热机组性能的动态影响规律 获得了汽轮机组适于开展 高背压供热改造的量化结果 结果表明一次网回水温度较 低 供热面积较大地区适宜采用高背压供热方式 当回水温 度高过 59 时 则不适宜采用高背压供热方式 和传统抽 基金项目 国家科技支撑计划项目 2014BAA06B01 The National Key Technology Support Program 2014BAA06B01 汽供热方式相比 高背压机组供热能力可扩大 24 8 当供 热面积达到 1000 万 m2时 发电标准煤耗率仅为 138 7g kW h 可有效缓解区域性用电用热矛盾 研究结果可为 工程上供热模式的选取提供依据 避免高背压供热改造的盲 目性 关键词 热电联产 高背压 供热改造 适用条件 热电比 0 引言 目前我国北方冬季仍有约 50 万台采暖小锅炉 运行 是供暖期空气污染的主要来源 2016 年 3 月 国家发改委 能源局等联合颁布了 热电联产管理 办法 1 针对热电联产发展滞后问题 要求北方 大中型城市热电联产集中供热率达到 60 以上 预 计未来将有大批燃煤发电机组进行热电联产改造 或新建热电联产机组 当前 300MW 及以上等级的大容量热电联产机 组主要采用中压缸打孔抽汽供热 抽汽压力约为 0 3 0 5MPa 温度为 235 276 左右 改造机组抽 汽压力甚至高达 0 98MPa 而我国热网一次网设计 供水温度为 120 130 且实际运行温度常低于此 值 2 3 抽汽参数过高造成高品位能量浪费 且蒸汽 在汽轮机做功后凝结成水放出汽化潜热 存在较大 的冷源损失 4 热电联产管理办法 明确指出 鼓 励在现有条件下扩大供热能力 缓解区域性用热用 电矛盾 高背压余热供热指机组在高背压下运行 提高汽轮机排汽温度 利用排汽余热加热热网水的 供热方式 该方式在燃料消耗相同情况下可大幅扩 大供热能力 提高循环热效率 相比于 电厂耦合 吸收式热泵 5 7 低压缸光轴 8 及 NCB 汽轮 机供热 9 等供热技术 具有投资少 系统简单 适用性广的特点 第 11 期 戈志华等 大型汽轮机组高背压供热改造适用性分析 3217 2012 年国电榆次 300MW 级空冷机组和 2013 年华电青岛 300MW 级湿冷机组实施高背压供热改 造 节能减排效果显著 10 11 之后陆续有多台 300MW 等级机组进行高背压供热改造 但大机组 由于排汽量大 排汽温度限制等原因 改造效果受 供热面积和供热参数影响较大 12 13 存在供热能力 不足 难以达到预期效果的风险 为避免盲目进行 高背压供热改造 亟需进行高背压供热工程应用范 围的研究 现有的文献中主要侧重高背压供热的工 程实际应用 节能效果和供热改造的技术实施内 容 14 16 仅有极少数文献探讨了热网侧参数对高背 压供热机组的影响 文献 17 结合环境温度变化 分 析了一次网不同回水温度下机组的运行方式和节能 效果 但只涉及 25 和 60 回水温度情况 较难全 面地反映出供回水温度变化对高背压供热机组余热 利用程度的影响 文献 12 针对国内首台空冷高背压 供热改造机组的经济性进行了分析 指出供热参数 和背压变化对机组供热期经济性的影响最大 初步 探讨了回水温度对供热经济性的影响 在上述背景下 本文对某 330MW 空冷机组进 行热力建模 对空冷高背压供热改造机组与热网一 次网供回水温度进行动态影响规律分析和整体变 工况计算 研究回水温度变化对高背压机组供热和 发电的影响 初步确定机组与热网的耦合关系 发 掘高背压机组的供热潜力 确定其应用范围 以期 为实际机组高背压供热改造提供工程适用条件 1 高背压机组余热梯级供热系统 1 1 余热梯级供热系统的建立 汽轮机排汽压力和温度虽然低 但其所含的汽 化潜热巨大 表 1 所示为不同压力蒸汽凝结汽化潜 热值 对比看出湿冷机组 5kPa 的排汽和空冷机组 15kPa 的排汽所对应的汽化潜热分别为 2422 83 和 2372 28kJ kg 高于抽汽凝结的汽化潜热 高背压余热供热指在采暖期汽轮机运行在较 表 1 不同压力下蒸汽的汽化潜热 Tab 1 Latent heat of vaporization of steam at different pressures 类型 蒸汽压力 MPa 饱和温度 汽化潜热 kJ kg 0 005 32 879 2422 83 0 015 53 971 2372 28 乏汽 0 034 72 014 2328 09 0 3 133 556 2163 68 0 4 143 642 2133 62 抽汽 0 5 151 867 2108 24 高背压下 利用排汽余热首先加热热网水 然后热 网水再进入热网加热器由抽汽补充加热 构成高背 压机组余热梯级供热系统 如图 1 所示 热网回水 流经供热凝汽器吸收低压缸排汽的余热 温度升 高 再流经热网加热器利用抽汽加热到供水温度 对于较温暖地区 供热初 末寒期 供水温度要求 低 仅利用排汽余热就能满足供热所需 不需抽汽 进行尖峰加热 严寒期利用抽汽对热网水进行梯级 加热 汽轮机低压缸 发电机 供热凝热器 热网加热器 供热回水 mw tr 热网供水 mw ts 汽轮机高中压缸 m0 h0 me he mc hc 图 1 高背压余热梯级供热示意图 Fig 1 Schematic diagram of cascade heating system with high back pressure 若进行高背压供热改造 如果是空冷汽轮机 设计背压较高 可以满足冬季背压 34kPa 安全运行 若为湿冷机组考虑到汽轮机的安全性 供热期须更 换专门的低压转子 高背压供热汽轮机背压范围为 34 54kPa 对应的凝结温度约为 72 83 1 2 案例机组基本参数 本文以某地区 330MW 空冷改造高背压供热机 组为案例 改造前机组采用传统的抽汽供热方式 最大供热负荷为 392MW 该地区采暖平均热负荷 为 48W m2 相应的供热面积 817 万 m2 机组基本 参数如表 2 所示 表 2 330MW 供热机组基本参数 Tab 2 Basic parameters of 330MW heating unit 参数 数值 额定功率 MW 330 主汽门前蒸汽额定压力 MPa 16 67 主汽门前蒸汽额定温度 538 额定工况蒸汽流量 t h 1046 再热汽门蒸汽额定压力 MPa 3 377 再热汽门蒸汽额定温度 538 抽汽压力 MPa 0 4 额定抽汽量 t h 480 工作转速 r min 3000 排汽压力 kPa 16 3218 中 国 电 机 工 程 学 报 第 37 卷 高背压供热改造后 该机组增加供热期凝汽 器 汽轮机背压可抬高至 34kPa 热网水首先流经 供热凝汽器加热至 70 然后进入热网加热器 供 热抽汽压力仍为 0 4MPa 1 3 供热机组计算模型 本文采用 Ebsilon 软件 基于质量平衡和热量 平衡 以汽轮机回热系统为核心 将锅炉 汽轮机 发电机以及其他局部热力系统作为整体进行热力 系统建模 18 19 根据案例机组的热力系统资料 搭 建的供热机组热力系统模型如图 2 所示 1 锅炉 2 高压缸 3 中压缸 4 低压缸 5 发电机 6 空冷岛 7 低压回热加热器 8 除氧器 9 高压回热加热器 图 2 电厂热力系统模型 Fig 2 Model of power plant system 汽轮机变工况计算时 需分析各级组变工况特 性 级组计算模型如图 3 所示 蒸汽入口 蒸汽出口 抽汽口 G p1 h1 p2 h2 图 3 汽轮机级组变工况模型 Fig 3 Variable condition model of turbine expansion stage 对于图 3 中的模型 设 A 和 B 为汽轮机不同工 况 级组工况变化时 满足弗留格尔公式 A1A2 22 A1B B1A1 22 B2B ppT Tpp G G 1 式中 G 表示级组蒸汽流量 p1和 p2分别表示级组 前后压力 T1表示级组入口蒸汽温度 定义级组压比 21 p p 2 根据理想气体状态方程 pvRT 3 将式 2 式 3 代入式 1 得到改进的弗留格尔 公式 20 如式 4 所示 采用该公式对级组进行变工 况计算 1A1B AB 22 1A1B 1 1 vv GG pp 4 式中 v1表示入口蒸汽比容 级组内功率Pi可表示为 1ii2 iss PG hh 5 式中 h1表示级组入口蒸汽焓 h2 is表示出口蒸汽 等熵焓 is表示级组内效率 对于供热机组 调节级与末级的内效率 is在变 工况中变化较大 21 本文在模拟计算时 根据汽轮 机制造厂提供的数据对其进行了修正 为验证建模精度 本文分别对机组设计热平衡 图中THA工况 75 工况 50 工况 40 工况及 30 工况进行模拟计算 并将其与热平衡图比较 得到各工况模拟计算结果见表3 表 3 不同工况计算误差 Tab 3 Calculation error under different conditions 工况 热平衡图值 MWEbsilon 模拟值 MW 相对误差 THA 330 031 330 031 0 75 THA247 535 247 575 0 02 50 THA165 029 164 414 0 37 40 THA132 040 132 765 0 55 30 THA99 030 99 724 0 70 从表3可以看出 模型计算结果的最大相对误 差不超过0 7 因此该计算模型经过修正满足工程 计算精度要求 可用于实际供热机组变工况计算 1 4 梯级供热系统热负荷分配 高背压梯级供热机组总供热热负荷Q包括两 部分 12wpwsr 36 0 0 QQQm Ctt 6 式中 Q为总供热热负荷 MW Q1为余热供热负 荷 MW Q2为抽汽供热负荷 MW w m 为热网 水流量 t h Cpw为水的定压比热 kJ kg ts 和tr分别为热网供水和回水温度 热网水在供热凝汽器内吸热量Q1为 1ccc 3600Qm h h 7 式中 c m 为汽轮机排汽流量 t h hc和h c分别为 排汽焓和凝结水焓 kJ kg 热网水在热网加热器内吸热量Q2为 第 11 期 戈志华等 大型汽轮机组高背压供热改造适用性分析 3219 eee 2 3600 m hh Q 8 式中 e m 为进入热网加热器的抽汽流量 t h he 和h e分别为抽汽焓和抽汽凝结后疏水焓 kJ kg 本文所探讨是定供热负荷下 不同回水温度对 高背压机组供热的影响 为在不同条件下具有统一 的比较基准 根据目前的凝汽器技术水平 选取 2 作为换热端差 则汽轮机排汽余热可将热网水 加热至70 然后再利用抽汽补充加热 供热负荷 Q取300MW 当回水温度变化时 排汽余热可利 用情况发生变化 图4所示为不同回水温度下 余 热供热负荷Q1和抽汽供热负荷Q2分配情况 回水温度 供热负荷 MW 300 200 100 0 Q2 Q1 30 40 50 8060 70 图 4 余热供热与抽汽供热分配 Fig 4 Load distribution between exhaust heating and extraction steam heating 由图4看出 随回水温度降低 抽汽供热量明显 减少 热网水吸热量主要来自排汽放出的汽化潜热 2 高背压供热机组性能分析 2 1 变工况特性分析 根据汽轮机的工作原理 机组的背压高低影响 发电功率 背压升高 汽轮机理想焓降减少 发电 功率降低 采用高背压供热时 当供热量发生变化 时 背压和供热抽汽量都会变化 从而影响机组的 发电功率 对本文案例机组进行变工况计算 得到高背压 供热机组功率与运行背压和抽汽量间的关系 示于 图5 可以看出在同一背压下 抽汽供热负荷增加 机组发电功率减小 背压升高 发电功率亦减小即 机组的做功能力降低 2 2 回水温度变化对高背压供热机组发电功率影响 通过前面的分析可知 高背压余热利用受回水 温度影响较大 当回水温度变化时 由于梯级供热 系统余热供热量变化 导致抽汽量发生变化 从而 影响机组的热经济性 现分析回水温度变化对高背 压供热机组性能的影响 机组背压 kPa 力机组功率 MW 340 320 100 280 141822 3426 30 抽汽量 0t h 抽汽量 100t h 抽汽量 200t h 抽汽量 300t h 图 5 高背压供热机组功率变化 Fig 5 Power change of the heating unit with high back pressure 取供热面积600万m2 则供热量为288MW 改造前机组采用抽汽供热 发电功率为269 5MW 回水温度设定范围为36 60 供回水温差取50 保持供热量不变 当机组采用高背压供热时 计算 出不同回水温度下排汽余热利用比及对应的机组 发电功率 示于图6 其中排汽利用比为用于供热 的排汽量和总排汽量之比 由图6看出 当回水温 度较低时 大部分排汽余热可被利用 相同供热量 下 机组发电功率较高 随着热网回水温度升高 机组的排汽利用比降低 发电功率随之降低 当回 水温度达到59 时 机组发电功率为269 5MW 和改造前抽汽供热方式机组发电功率相同 回水温 度再升高 由于排汽利用比大幅降低 机组热经济 性还不及改前供热方式 大量的乏汽被排至空冷岛 造成热量损失 且需要更多的高品位抽汽才能满足 供热所需 由于各地区热网差异较大 运行参数参 差不齐 从热经济性分析 高背压供热机组更适用 于回水温度较低的采暖地区 回水温度 295 285 275 265 35404560 50 55 高背压机组发电功率 排汽利用比 高背压机组发电功率 MW 55 45 35 25 15 排汽利用比 图 6 不同回水温度下功率和排汽利用比 Fig 6 Power generation and exhaust steam utilization ratio under different return temperatures 2 3 回水温度变化对高背压供热机组最大供热能 力的影响 由于汽轮机排汽具有很高的汽化潜热 采用高 3220 中 国 电 机 工 程 学 报 第 37 卷 背压供热能有效地扩大机组的供热能力 但一次网 回水温度的变化会影响汽轮机排汽余热利用的程 度 从而使机组的供热能力发生变化 为此利用 Ebsilon自带的Pascal语言编译程序 讨论排汽余热 全被利用条件下机组的最大供热量 即余热供热量 和抽汽供热量之和 供回水温度不同 抽汽量不同 对其相应调整通过迭代计算 得到不同回水温度下 高背压机组最大供热能力及发电功率 如图7所示 回水温度 35 40 45 60 50 55 高背压机组最大供热能力 机组功率 高背压机组最大供热能力 MW 机组发电功率 MW 520 480 400 360 440 290 280 270 260 250 图 7 不同回水温度下最大供热量和发电功率 Fig 7 Maximum heating capacity and power generation under different return temperatures 图7看出 在回水温度低于49 的范围内 机 组的最大供热量随回水温度升高略有上升 而发电 功率下降明显 原因是回水温度低 机组排汽余热 供热量占比较大 抽汽供热量占比小 当回水温度 升高时 抽汽量增加 最大供热量平缓上升 同时 发电量下降 在回水温度高于49 的范围内 余热 利用比减少 供热负荷主要由抽汽承担 但考虑到 汽轮机的安全性 达到最大抽汽量时 排汽量也为 定值 此时发电功率维持不变 当回水温度 49 时 无法保证排汽余热全被利用 存在排汽冷源损 失 机组的最大供热量呈快速下降趋势 当回水温 度 56 时 机组的最大供热负荷高于改造前的最 大供热负荷 当回水温度为49 时 机组达到最大 供热量495MW 由于高背压机组供热能力的增加 对应的热电比均高于100 当回水温度为49 时 热电比高达200 厂用电率取5 缓解了采暖期 区域性用热多用电少的矛盾 提高了热电联产机组 的调峰能力 3 高背压梯级供热机组热经济性分析 高背压梯级供热系统由于回收了排汽余热 供 热能力增加 机组热经济性也将发生变化 利用发 电热效率和发电标准煤耗率评价高背压供热机组 的热经济性 22 采用热量分配法计算高背压供热机组的热经 济性指标如下 汽轮机热耗量Qtp GJ h fwrhrh 0rh i p 0 t 0 bp 1000 m hhhm Q h 9 供热热耗量Qtp h GJ h tp h bp 3 6Q Q 10 供电热耗量Qtp e GJ h tp e tptp h QQQ 11 发电热效率 tp e e tp e tp e 3 6 Q P 12 发电标准煤耗率btp e g kW h tp e tp e 123 b 13 式中 0 m 为主蒸汽量 t h h0为汽轮机主汽焓 kJ kg hfw为给水焓 kJ kg rh m 为再热蒸汽流量 t h hrh 0和hrh i分别为再热热段和再热冷段蒸汽焓 kJ kg b为锅炉效率 本文取0 93 p为管道热效 率 取0 99 Pe为机组发电功率 MW 对案例机组在承担不同供热负荷时进行变工 况性能计算 根据该地区高背压改造后供热季实际 运行数据的平均值 取供回水温度95 45 根据 图6 得到机组最大供热量为489MW 单机对应最 大供热面积为1020万m2 计算不同供热面积下 高背压梯级供热系统的发电热效率和煤耗率 结果 如图8所示 供热面积 万 m2 100300500 700 900 发电热效率 发电标准煤耗率 发电热效率 发电标准煤耗率 g kW h 100 80 40 60 330 270 210 150 90 图 8 高背压供热机组的热效率和煤耗率 Fig 8 Thermal efficiency and coal consumption rate of the heating unit with high back pressure 由图8看出 随供热面积增加 高背压供热机 组的发电热效率逐渐升高 对应的发电标准煤耗率 明显降低 对于文中330MW机组采用高背压梯供 热 若供热面积达到1000万m2时 机组的发电热 第 11 期 戈志华等 大型汽轮机组高背压供热改造适用性分析 3221 效率为88 7 发电标准煤耗率仅为138 7g kW h 由此看出高背压梯级供热系统由于减少了高品位 抽汽 合理利用排汽余热 机组热效率大大提高 节能减排潜力巨大 同时看到 供热面积越大 排 汽利用程度越高 机组的冷源损失越小 高背压供 热优势体现得越明显 故在实际应用高背压梯级供 热技术时 应使实际供热面积接近最大供热面积 以获得良好的热经济性 在95 45 供回水温度下 对比于改造前供热 方式 高背压梯级供热时供热能力扩大24 8 可 增加供热面积 48W m2 203万m2 供热期 按100 天计算 节约标煤4 16万t 减排CO2约10 90万t 按照目前空冷供热机组的高背压改造项目成 本计算总投资约5000万元 取当地热价28元 GJ 该机组上网电价0 32元 kW h 厂用电率5 供 热期为100天 在燃料量输入相同的情况下 相比 于改造前500t h抽汽供热工况 估算改造后高背压 供热承担不同供热面积时的静态投资回收期如表4 所示 由表4看出 高背压改后承担的供热面积越 接近最大供热面积 经济效益越好 表 4 改造后投资回收期估算 Tab 4 Payback period estimation of heating retrofit 项目 数值 供热面积 万 m2 700 800 900 1000 收益增加 万元 年 904 5 1823 6 2738 5 3649 8 投资回收期 年 5 53 3 74 1 83 1 37 4 结论 本文针对某地区330MW空冷高背压供热改造 机组 应用Ebsilon软件建立高背压梯级供热机组 变工况计算模型 对高背压梯级供热机组与热网一 次网供回水温度进行动态影响规律分析和整体变 工况计算 得到如下结论 1 高背压供热机组排汽余热利用受热网回水 温度影响较大 热网回水温度较低的采暖地区适宜 采用进行高背压供热改造 当回水温度高过59 时 不适宜采用高背压供热方式 2 机组采用高背压余热梯级供热 和传统抽 汽供热方式相比供热能力扩大24 8 热电比明显 增大 可缓解区域性用电用热矛盾 提高热电机组 的调峰能力 3 高背压供热机组 热经济性受供热负荷影 响较大 在改造时 应使实际供热负荷接近最大供 热负荷 案例机组当供热面积为1000万m2时 发 电热效率达88 7 发电标准煤耗率仅为138 7g kW h 节能减排效果明显 4 针对案例机组得出的高背压供热改造的量 化结论 可以为工程上供热模式的选取提供依据 避免盲目进行高背压供热改造 参考文献 1 国家发展改革委 国家能源局 财政部 等 热电联产 管理办法 Z 2016 03 22 National Development and Reform Commission National Energy Administration Ministry of Finance of the People s Republic of China Measures for the management of combined heat and power Z 2016 03 22 in Chinese 2 戈志华 杨佳霖 何坚忍 等 大型纯凝汽轮机供热改 造节能研究 J 中国电机工程学报 2012 32 17 25 30 Ge Zhihua Yang Jialin He Jianren et al Energy saving research of heating retrofitting for large scale condensing turbine J Proceedings of the CSEE 2012 32 17 25 30 in Chinese 3 邓拓宇 田亮 刘吉臻 利用热网储能提高供热机组调 频调峰能力的控制方法 J 中国电机工程学报 2015 35 14 3626 3633 Deng Tuoyu Tian Liang Liu Jizhen A control method of heat supply units for improving frequency control and peak load regulation ability with thermal storage in heat supply net J Proceedings of the CSEE 2015 35 14 3626 3633 in Chinese 4 李子申 李惟毅 徐博睿 等 混合工质内置热泵有机 朗肯循环冷热电联供系统性能研究 J 中国电机工程学 报 2015 35 19 4972 4980 Li Zishen Li Weiyi Xu Borui et al Performance research of combined cooling heat and power organic rankine cycle system installed with heat pump using mixtures J Proceedings of the CSEE 2015 35 19 4972 4980 in Chinese 5 张学镭 陈海平 回收循环水余热的热泵供热系统热力 性能分析 J 中国电机工程学报 2013 33 8 1 8 Zhang Xuelei Chen Haiping Thermodynamic analysis of heat pump heating supply systems with circulating water heat recovery J Proceedings of the CSEE 2013 33 8 1 8 in Chinese 6 Li Y Fu L Zhang S G et al A new type of district heating system based on distributed absorption heat pumps J Energy 2011 36 7 4570 4576 7 周贤 许世森 史绍平 等 回收余热的热电联产 IGCC 电站研究 J 中国电机工程学报 2014 34 S1 100 104 Zhou Xian Xu Shisen Shi Shaoping et al Study on heat and power cogeneration IGCC plant with waste heat 3222 中 国 电 机 工 程 学 报 第 37 卷 recovery J Proceedings of the CSEE 2014 34 S1 100 104 in Chinese 8 王明军 利用汽轮机进行供热的方法探究 J 热力透平 2014 43 2 124 126 Wang Mingjun Investigation of heating supply by using steam turbine J Thermal Turbine 2014 43 2 124 126 in Chinese 9 何坚忍 徐大懋 节能增效的 NCB 新型专用供热机 J 热电技术 2009 3 1 4 11 He Jianren Xu Damao NCB model for energy efficiency of heating machine J Thermoelectric Technology 2009 3 1 4 11 in Chinese 10 邵建明 陈鹏帅 周勇 300MW 湿冷汽轮机双转子互 换高背压供热改造应用 J 能源研究与信息 2014 30 2 100 103 Shao Jianming Chen Pengshuai Zhou Yong An application of double rotor interchange technology in the retrofit for a high back pressure heat supply system with 300 MW condensing turbine J Energy Research and Information 2014 30 2 100 103 in Chinese 11 石德静 姜维军 300MW 汽轮机高背压循环水供热技 术研究及应用 J 山东电力技术 2015 42 4 8 11 Shi Dejing Jiang Weijun Circulating water heating technology for 300 MW steam turbine with high back pressure J Shandong Electric Power 2015 42 4 8 11 in Chinese 12 张攀 杨涛 杜旭 等 直接空冷机组高背压供热技术 经济性分析 J 汽轮机技术 2014 56 3 209 212 Zhang Pan Yang Tao Du Xu et al The economy analysis of the high back pressure heating technology on direct air colled unit J Turbine Technology 2014 56 3 209 212 in Chinese 13 朱斌帅 张赟 电厂供热节能改造方案探讨 J 发电与 空调 2014 35 1 12 15 Zhu Binshuai Zhang Yun Study on heat supply reconstruction in power plant J Power Generation high back pressure heating retrofit application condition heat to electric ratio Large scale steam turbine units adopt the high back pressure heating method and hence can reduce the exergy losses of the extract steam as well as extend the heating capacity of the units due to utilization of exhaust heat Fig 1 shows the schematic diagram of the cascade heating system with high back pressure In this unit the return water of heating network is first heated in the condenser and then delivered to the heater of the thermal system driven by the exhausted steam from the intermediate pressure cylinder of a steam turbine Low pressure cylinder Generator Condenser Termal system heater Return water mw tr Supply water mw ts Intermediate pressure cylinder m0 h0 me he mc hc Fig 1 Schematic diagram of cascade heating system with high back pressure In this paper a 330MW air cooled unit model is established by Ebsilon Ebsilon software which is usually used to design simulate and optimize the thermodynamic processes The theoretical basis for the calculation model under off design condition can be described briefly as 1A1B AB 22 1A1B 1 1 vv GG pp 1 The quantitative results of the application condition for heating retrofit are obtained by analyzing the dynamic effect of return water temperature of heating network on the performance of heating units with high back pressure The results show that the return water temperature of heating network has important influence on the utilization of exhaust steam In this case heating retrofit with high back pressure is suitable for regions with low return water temperature and larg