沈阳飞鸿达节能设备技术开发有限公司 王汝武
关键词：供热 减温减压器 压力匹配器 节流 火用 损失
提要：本文论证了300MW凝汽机组利用减温减压器供热及在中压缸到低压缸连通管上加装蝶阀供热造成了大量的火用 损失（发电能力损失），建议用压力匹配器代替减温减压器
300MW机组是我国在线运行及新增容量最多的机组，随着我国供热机组的大型化，300MW机组将成为我国供热的主力机组。300MW供热机组除了新增的专用供热机组外，一部分要靠在线运行的300MW凝汽机组改造，300MW凝汽式机级改供热有些电厂用高压缸排汽供1.0~1.5MPa的生产用汽，用中压缸到低压缸连通管抽汽供0.4~0.5Mpa的生活用汽，这两种供热改造方式都造成了蒸汽做功能力的严重损失，这和供热改造的初衷是背道而驰的。
下面详细分析减温减压供热损失蒸汽做功能力的大小。
一、供生产用汽损失分析
以供1.0MPa，300℃，100t/h工业用汽为例，分析做功能力的损失，由于在高排抽汽量受锅炉再热器超温的影响，某厂在再热器热端抽汽，再热器热端的蒸汽参数为3.43MPa，538℃，先减压到1.0MPa再减温到300℃，该过程表示在焓熵图上如图1所示：
再热器热端蒸汽用0点表示，节流减压过程为等焓过程，等焓过程线和1.0MPa等压交于1点，1点的温度为530.2℃，再经等压减温到300℃，用2点表示，状态点2的蒸汽做功能力和状态点0的做功能力之差，可用两点之间的火用 值之差来表示。
状态点0的火用值为
匹配器的热力过程图如图2所示，01为喷咀膨胀过程，14为混合、升压过程，42为减温过程。
根据压力匹配器的热力计算，在供汽1.0MPa，300℃,100t/h时，需再热汽21t/h，减温水7.7t/h，中压排汽71.4t/h，中压缸排汽从0点膨胀后0.9MPa，336℃的火用 值之差
发电火用 效率按90%计算，发电量为9720.3KW。
通过上面计算看出用压力匹配器供热比用减压减温供热多发电9720.3KW，年运行5000小时，电价按0.4元/度计算，年效益1944万元。上述计算是按额定工况计算，在部分工况下，两者发电差值减少，由于部分负荷很难确定。不能计算出确切收益数值。按上述计算的50%，年收益也可达到972万元。压力匹配器和减温减压器运行操作相似，压力匹配器系统的造价高于减温减压器系统的造价，其差价不足年收益的十分之一，也就是两者的差价用一个多月就可以回收。
二、采暖用汽节流损失分析
采暖300MW机组供采暖用汽一般是从中压缸到低压缸连通管上抽汽。在设计工况下连通管上压力为0.9MPa，348℃，通过节流减压到0.4MPa，从0.9MPa节流到0.4MPa的
火用 损失：
假若抽汽200t/h，火用 损失为19.7GJ，发电效率按85%计算，损失发电量4044KW。假若用0.9MPa，348℃蒸汽通过背压机托动热网循环泵和循环水泵，剩余的蒸汽通过压力匹配器抽吸低压缸6段抽汽升压到0.4MPa。
利用采暖抽汽拖动水泵及压力匹配器的系统图如图所示。
采用上图供汽系统图，装压力匹配器，将5#抽汽口抽汽升压到0.4MPa，由于低压缸抽汽口直径的限制不能抽出太多蒸汽，6#抽汽口抽出0.14MPa蒸汽10t/h，需要0.90MPa驱动蒸汽100t/h，共110t/h，用剩余的90t/h、0.90MPa通过背压式汽轮机拖动供暖水循环泵，假设首站为高温水，供水温度120℃，回水80℃，200t/h蒸汽可加热高温循环水3000t/h，选2台热网循环泵运行，每台1500t/h，扬程100m，需拖动功率650KW左右，两台的容量之和为1300KW。再将机组的循环水泵2000KW也用背压汽轮机拖动，共需功率3300KW，基本上和90t/h、0.90MPa、343℃膨胀到0.4MPa发出的功率基本平衡。随着采暖工况的变化，可调整通过背压机和压力匹配器的蒸汽流量，以同时满足采暖和背压机功率的需要。
按上述方式改造，300MW供暖用汽的供汽方式，在供汽200t/h时，可增加热化发电量3300KW.h，年运行4000小时，电价按0.4元/度计算，年效益528万元。
三、憋压损失分析
某些电厂在300MW机组改造中，通过在中压缸到低压缸连通管上安装蝶阀来提高中压缸排汽压力以满足供汽需要，在供汽量低于150t/h供汽既不经济又不安全。在额定工况下，供热蒸汽占整个流量的一小部分，大部分蒸汽由于憋压，焓降减少，在低负荷下，流量减少，抽汽口压力下降，要憋压到供汽压力，憋压幅度大，容易造成抽汽口前蒸汽温度超标，蝶阀开度小，容易引起连通管振动。
下面计算300MW机组在额定工况下，中压缸排汽压力由0.6MPa憋压到0.8Mpa，所造成的可用能损失，图4为蝶阀憋压的热力过程图。
四、小结
通过上述看出利用减压减温器供热或利用在中压缸到低压缸连通管上加蝶阀憋压供热都造成了蒸汽做功能力的损失，压力匹配器可以使这些损失大大减小，利用压力匹配器的投资回收期不超过半年。