【关键词】供热机组 热负荷 热电厂 效率
１ 概述 １．１ 热电厂概况 某热电厂 １９９１ 年投入运行， 当时建有两 台 ＨＧ－ ２２０／９．８－ ＹＭ１０ 煤粉炉， 锅炉额定蒸发 量 ２２０ｔ／ｈ， 匹配两台供热式汽轮发电机组， 一 台 ２５ＭＷ 双抽式汽轮发电机组、一台 ２５ＭＷ 背压式汽轮发电机组。机组投运初期因国家 对工业产业布局进行调整， 工业热负荷发展 处于停顿状态， 背压机无法运行， 电厂根据当 时的实际情况装设两台后置 ４ＭＷ 背 压 式 汽 轮发电机组。随着市里工业、采暖热负荷的增 加， 热电厂现有容量已不能满足城市发展的 需要， ２０００ 年牡热厂进行二期工程的可研工 作。按可研报告的建设规模为扩建三台 ２２０ｔ／ ｈ 高 压 煤 粉 炉 配 两 台 １００ＭＷ 背 压 汽 轮 发 电 机组， 但由于资金问题只安装了一台 ２２０ｔ／ｈ 高压煤粉炉及热网首站， 二期工程 ２００２ 年投 运至今首次施工后并未继续施工， 牡热厂现 有容 量 为 三 台 ＨＧ－ ２２０／９．８－ ＹＭ１０ 煤 粉 炉，配 一 台 ２５ＭＷ 双 抽 式 汽 轮 发 电 机 组 、 一 台
－ ２－
图 １－ １ 冬季最大负荷运行示意图
机组编号
型号
发电量
压力
汽轮机进汽
温度
流量
压力
高压汽
温度
流量
压力
低压汽
温度
流量
压力
凝汽器排汽
温度
流量
自用汽
流量
工业热负荷
流量
高压采暖负荷
流量
低压采暖负荷
流量
新首站负荷
流量
表 ２－ １ 热电厂蒸汽供需平衡情况
１ 号机
２ 号机
旧减压器 新减压器
Ｂ２５
ＣＣ２５
２５
大量的热能被循环水带走， 产生浪费。
问题产生的主要原因是电厂建设的不配
套 ， 由 于 １９９９ 年 热 电 有 限 公 司 热 负 荷 的 增
加， 热源面临着严重不足的问题， 必须扩建热
源， 而当时该市面临着较严重的窝电的局面。
为解决燃眉之急， 热电厂仅续建了一台 ２２０ｔ／
ｈ 煤粉炉。下面分别就冬季 ＃２ 机不同运行方
在上述供热方式中， 高温高压锅炉产生 的高品位蒸汽， 完全通过减温减压的方式人 为地将其品位降低， 使蒸汽的利用价值无谓 地降低， 这是能源利用的极大浪费。下面对采 暖期减温减压器造成的损失进行计算。
２．２．１ 计算减温水及二次蒸汽流量
（ １） 能量平衡方程
忽略减温减压过程中热量损失， 能量平
衡方程为：
表 １－ １ 锅炉参数表
名称
单位
参数
型号 额定蒸发量
新汽压力 新汽温度 给水温度 效率 锅炉排烟温度 台数
ＨＧ－ ２２０／９．８－ ＹＭ１０
ｔ／ｈ
２２０
ＭＰａ
９．８
℃
５４０
℃
２１５
％
９１
℃
１３８
台
３
－ １－
区域供热 ２００８．２ 期
表 １－ ２ １ 号汽轮机参数表
名称
单位
参数
型号
Ｂ２５－ ８．８３／０．９８１
ｔ／ｈ
１１０．０
ｔ／ｈ
２００．０
区域供热 ２００８．２ 期
华１机 Ｂ４ ４．２
华２机 Ｂ４ ４．２
１ ２８０ ６２ ０．２４５ １５０ ６０ － － －
１ ２８０ ６２ ０．２４５ １５０ ６０ － － －
要西城及新华调峰锅炉补足热量， 因此在采 暖期大部分时间里电厂的三台 ２２０ｔ／ｈ 锅炉满 负荷运行。这样一来， 从减温减压器直接供热 的蒸汽达到了 ２７２ｔ／ｈ， 而直接将 １ＭＰａ 高压蒸 汽进行热交换供热的蒸汽量达到了 ３３３．５ｔ／ｈ。
２４
ＭＰａ
８．９
８．９
８．９
８．９
℃
５３５
５３５
５３５
５３５
ｔ／ｈ
２２０
１６８
７２
２００
ＭＰａ
１
１
１
－
℃
２７５
２８０
３００
－
ｔ／ｈ
１９７
１００
７２．０
－
ＭＰａ
－
－
－
０．２４５
℃
－
－
－
１５０
ｔ／ｈ
－
－
－
２００．０
ＭＰａ
－
０．００５
－
－
℃
－
５０
－
－
ｔ／ｈ
－
４０
－
－
ｔ／ｈ
７１．５
ｔ／ｈ
４０
ｔ／ｈ
１３３．５
热电厂的蒸汽供热管网出厂最大管径为 ＤＮ６００， 向北一直延伸至白酒厂。２００４ 年， 因 绿津生化制品有限公司准备使用蒸汽， 因此 把蒸汽管线又延伸到绿津公司， 距电厂最远 在 ８．３ 公里左右。
近年由于该市近年工业不景气， 及出现 违建自备电厂等原因， 工业蒸汽用户急剧减 少， 该厂实际工业蒸汽量平均只有 ２６ｔ／ｈ， 严重 偏离设计值。
区域供热 ２００８．２ 期
背压机组替换减温减压器节能分析
牡丹江热电有限公司 孙玉庆 王建军 卢广才
【摘 要】利用 分 析法对热电厂热力系统进行分析， 能够真实地反映出热力系 统及热力设备的利用水平， 从而找出能源浪费的根本原因及提高热能利用率的途径。 本文以某热电厂的供热系统为研究对象， 综合分析了热电厂中存在的设计热负荷比 实际热负荷明显偏差的不良现象的原因， 及减温减压器运行造成的巨大 损 。提出了 解决上述问题的方法及其相应的数学模型， 该课题的研究在理论指导和实践应用上 具有一定价值。
（ ２－ ４）
式中： ΔＥ０—单位时间主蒸汽 降 ， ｋＪ／ｈ
由式 ２－ ４ 计算可得， 减温减压过程单位
时间主蒸汽 降 ΔＥ０＝２４１．０８ＧＪ／ｈ。 ２．２．３ 减温水的 升
由于减温水被加热变为二次蒸汽， 因此
应分别计算出主蒸汽减温减压前减温水的比
和 主蒸汽减温减压后减温水生成的二次蒸
汽的比 。
２ 问题分析 ２．１ 蒸汽平衡分析 根据热电厂现有装机的供热能力、外界 工业热负荷和采暖热负荷现状， 可以分析出 整个热电厂的供热蒸汽供需平衡状况， 把该 厂冬季运行时蒸汽流向表详细列于表 ２－ １： 表中数据显示出， 该电厂冬季运行存在 两个严重问题， 下面分别叙述。 ２．２ 减温减压器 损失 由于热电公司的采暖热负荷在采暖艰寒 期远远超出该热电厂的供热能力， 艰寒期需
（ １） 减温减压前减温水的比
ｅｗ＝ｈｗ－ ｈｅ， ｗ－ Ｔｅ（ ｓｗ－ ｓｅ， ｗ）
（ ２－ ５）
式中： ｅｗ—减温减压前减温水的比 ， ｋＪ／ｋｇ
ｈｅ， ｗ—环境状态下减温比焓， ｋＪ／ｋｇ
ｓｗ—减温减压前减温水的比熵， ｋＪ／（ ｋｇ·
Ｋ）
ｓｅ， ｗ—环境温度下减温水的比熵， ｋＪ／（ ｋｇ· Ｋ）
于热电厂， 如果供热能力远远不足， 凝结热损
失则会造成较大的浪费。
对于热电有限公司来说， ４０ｔ／ｈ 的凝结蒸
汽可以在艰寒期供 ３０ 万到 ４０ 万平方米的供
热面积， 每年减少供热企业 １２００ 多万元的收
入。而这 ４０ｔ／ｈ 凝结蒸汽又能增大该公司的供
热能力 ３０ 到 ４０ 万平方米， 仅供热配套费就
如果仅用能量守恒的热力学第一定律来 看， 热量没有损失， 对系统似乎没有什么影 响， 但如果从热力学第二定律的角度来看就 有很大的问题。按照第二定律的观点， 热能的 品位直接取决于携热介质的参数。或者说， 蒸 汽温度压力越高， 其含 量就越高， 其利用价 值也越高， 也就是其“品位”越高， 相 反 ， 低 参 数蒸汽的品位就越低。
１４６０ｋＪ／ｋｇ。
（ ３） 主蒸汽 损失率
η＝ ΔＥ０′×１００％ ｅ０ｑ０
（ ２－ １０）
式中： η—主蒸汽 损失率
由式 ２－ １０ 计算可得， 主蒸汽 损失率 η＝
２７．７％。
因此可以看出， 蒸汽的减温减压虽为绝
热过程 ， 减温减压前、后 总 热 量 不 变 ， 但 减 温
减压后蒸汽 损失很大， 造成蒸汽品质下降。
式所选机型进行计算。
３．１ 冬季停止 ＃２ 机新增汽轮机负荷计算
根据冬季停止 ＃２ 机运行， 考虑新增背压
式汽轮机的原则， 则新机的进汽量应能达到
４４０ｔ／ｈ， 主蒸汽参数与 ＃１ 机相同。因工业蒸汽
由 ＃１ 机就能保障， 故新增背压机的排汽压力
应与华通机组的排汽压力相匹配， 即不能超
过 ０．２９４ＭＰａ。根据这些参数进行计算：
额定功率
ＭＷ
２５
最大功率
ＭＷ
３０
转速
ｒ／ｍｉｎ
３０００
进汽压力
ＭＰａ
８．８３
进汽温度
℃
５３５
额定进汽量
ｔ／ｈ
１５３
最大进汽量
ｔ／ｈ
２１０
工业抽汽压力
ＭＰａ
０．９８
额定工业抽汽量
ｔ／ｈ
６０
最大工业抽汽量
ｔ／ｈ
１００
采暖抽汽压力
ＭＰａ
０．１２
额定采暖抽汽量
ｔ／ｈ
４６
最大采暖抽汽量
ｔ／ｈ
９０
用蝶阀， 其余为球阀， 热力站均采用板式换热 器。该供热系统建有 ３５６ 个热力站， 其中直供 混水热力站 ６６ 座， 间供热力站 ２９０ 座。
由式 ２－ １、２－ ２ 计算可得， 减温减压器后
二次蒸汽质量流量 ｑ１＝３９８ｔ／ｈ， 减温水质量流 量 ｑｗ＝１１４ｔ／ｈ。
２．２．２ 主蒸汽比 降
将减温减压过程的蒸汽流动简化为稳定
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区域供热 ２００８．２ 期