一、技術(shù)名稱：大型供熱機(jī)組雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換循環(huán)水供熱技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：電力行業(yè) 供熱機(jī)組
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
低真空供熱是我國(guó)城鎮(zhèn)一種效率較高的供熱方式。目前，國(guó)內(nèi)低真空循環(huán)水供熱改造工作基本停留在對(duì)低壓轉(zhuǎn)子和對(duì)應(yīng)的隔板進(jìn)行一次性改造上，沒有改變 供熱季效益非常好而非供熱季效益非常差的兩極分化的局面。而通過對(duì)低壓缸進(jìn)
行高背壓改造實(shí)現(xiàn)機(jī)組低真空運(yùn)行、循環(huán)水供熱的技術(shù)，雖然在供熱期內(nèi)低真空 循環(huán)水供熱工況汽輪機(jī)排汽余熱全部被利用，冷源損失降低為零，能夠獲得最大 節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益，但在非采暖期，純凝運(yùn)行工況下機(jī)組熱耗率要高于純凝工況，且機(jī)組出力不足，從而造成機(jī)組改造后全年綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)沒有明顯改善。目前
該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量5萬(wàn)tce/a，CO2減排約13萬(wàn)t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
利用雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換循環(huán)水供熱技術(shù)，汽輪機(jī)在供熱工況運(yùn)行時(shí)，使用新設(shè)計(jì)的動(dòng)靜葉片級(jí)數(shù)相對(duì)減少的高背壓低壓轉(zhuǎn)子，使凝汽器運(yùn)行于高背壓（30-45kPa）條件下，對(duì)應(yīng)排汽溫度可提高至80℃左右，利用循環(huán)水供熱；而在非采暖期，再?gòu)?fù)裝原低壓轉(zhuǎn)子，排汽背壓恢復(fù)至4.9kPa，機(jī)組完全恢復(fù)至原純凝正常背壓運(yùn)行工況。機(jī)組全年綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)得到明顯改善。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）低壓缸通流部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造，主要包括：新低壓轉(zhuǎn)子采用的先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)，低壓整鍛轉(zhuǎn)子，全部2×4級(jí)隔板設(shè)計(jì)，三維扭葉片設(shè)計(jì)的低壓轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片，新型低壓轉(zhuǎn)子軸封設(shè)計(jì)等；
（2）中低壓缸聯(lián)軸器、低壓缸和發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器液壓螺栓改造；
（3）中低壓缸連通管供熱抽汽改造；
（4）低壓轉(zhuǎn)子軸封優(yōu)化設(shè)計(jì)；
（5）中低、低發(fā)聯(lián)軸器液壓螺栓改造；
（6）凝汽器部分優(yōu)化改造，主要包括：新型蝸殼形狀水室，凝汽器熱補(bǔ)償設(shè)計(jì)等。
3.工藝流程
在采暖供熱期間，機(jī)組高背壓工況運(yùn)行，機(jī)組純凝工況下所需要的冷水塔及循環(huán)水泵退出運(yùn)行，將凝汽器的循環(huán)水系統(tǒng)切換至熱網(wǎng)循環(huán)泵建立起來的熱水管網(wǎng)循環(huán)水回路，形成新的”熱-水”交換系統(tǒng)。循環(huán)水回路切換完成后，進(jìn)入凝汽器的水流量降至6000 t/h
-9000t/h，凝汽器背壓由5 kPa -7
kPa左右升至30 kPa-45kPa，低壓缸排汽溫度由30℃-40℃升至69-78℃（背壓對(duì)應(yīng)的飽和溫度）。經(jīng)過凝汽器的第一次加熱，熱網(wǎng)循環(huán)水回水溫度由60℃提升至66℃-75℃（凝汽器端差3℃），然后經(jīng)熱網(wǎng)循環(huán)泵升壓后送入首站熱網(wǎng)加熱器，將熱網(wǎng)供水溫度進(jìn)一步加熱至85℃-90℃后供向一次熱網(wǎng)。具體工藝流程見圖1，設(shè)備簡(jiǎn)圖見圖2。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
135MW 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，綜合全年供熱、純凝加權(quán)平均發(fā)電煤耗可達(dá)266.3g/kWh。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
2012年，華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠#5汽輪機(jī)高背壓供熱改造項(xiàng)目通過了山東電力研究院的性能考核試驗(yàn)，該技術(shù)目前已經(jīng)在華電國(guó)際十里泉電廠5號(hào)機(jī)組、華電章丘發(fā)電有限公司2號(hào)機(jī)組、華電青島發(fā)電有限公司2號(hào)機(jī)組等進(jìn)行了應(yīng)用，具有較好的節(jié)能減排效益。
七、典型應(yīng)用案例
典型案例1：華電國(guó)際十里泉電廠#5機(jī)組雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換供熱改造
建設(shè)規(guī)模：135MW機(jī)組。建設(shè)條件：年供熱量不小于160萬(wàn)GJ，循環(huán)水流量不低于6000t/h。主要技改內(nèi)容：低壓通流部分改造、聯(lián)通管打孔抽汽供熱改造和凝汽器改造等。主要設(shè)備為低壓缸2×4轉(zhuǎn)子和隔板部件、加強(qiáng)型凝汽器、兩臺(tái)1100m2換熱器等。技改投資額5875萬(wàn)元，建設(shè)期2個(gè)月。年節(jié)能量48659 tce，減排二氧化碳128460tCO2/a。投資回收期約2年。
典型案例2：華電章丘發(fā)電有限責(zé)任公司135MW機(jī)組雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換循環(huán)水供熱技術(shù)改造
建設(shè)規(guī)模：135MW機(jī)組。建設(shè)條件：年供熱量不小于160萬(wàn)GJ，循環(huán)水流量不低于6000t/h，主要技改內(nèi)容：低壓通流部分改造、聯(lián)通管打孔抽汽供熱改造和凝汽器改造等。主要設(shè)備為低壓缸2×4轉(zhuǎn)子和隔板部件、加強(qiáng)型凝汽器、兩臺(tái)1100m²換熱器等。技改投資額4217萬(wàn)元，建設(shè)期2個(gè)月。年節(jié)能量4.5萬(wàn)tce，減排二氧化碳約22.44萬(wàn)噸。投資回收期約2年。
八、推廣前景和節(jié)能減排潛力
該技術(shù)主要適合供熱熱負(fù)荷穩(wěn)定且供熱規(guī)模較大的100MW-300MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。預(yù)計(jì)未來5年，在熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)的推廣比例可達(dá)80%，累計(jì)投入約3億元，形成的年節(jié)能能力約為25萬(wàn)tce，年減排能力約66萬(wàn)tCO2。
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