【节能技术】大型供热机组双背压双转子互换循环水供热技术

一、技术名称：大型供热机组双背压双转子互换循环水供热技术

二、所属领域及适用范围：电力行业供热机组

三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

低真空供热是我国城镇一种效率较高的供热方式。目前，国内低真空循环水供热改造工作基本停留在对低压转子和对应的隔板进行一次性改造上，没有改变供热季效益非常好而非供热季效益非常差的两极分化的局面。而通过对低压缸进行高背压改造实现机组低真空运行、循环水供热的技术，虽然在供热期内低真空循环水供热工况汽轮机排汽余热全部被利用，冷源损失降低为零，能够获得最大节能经济效益，但在非采暖期，纯凝运行工况下机组热耗率要高于纯凝工况，且机组出力不足，从而造成机组改造后全年综合经济效益指标没有明显改善。

四、技术内容

1.技术原理

利用双背压双转子互换循环水供热技术，汽轮机在供热工况运行时，使用新设计的动静叶片级数相对减少的高背压低压转子，使凝汽器运行于高背压（30kPa～45kPa）条件下，对应排汽温度可提高至80℃左右，利用循环水供热；而在非采暖期，再复装原低压转子，排汽背压恢复至4.9kPa，机组完全恢复至原纯凝正常背压运行工况。机组全年综合经济效益指标得到明显改善。

2.关键技术

-低压缸通流部分进行优化设计改造，主要包括：新低压转子采用的先进设计技术，低压整锻转子，全部2×4级隔板设计，三维扭叶片设计的低压转子动叶片，新型低压转子轴封设计等；

-中低压缸联轴器、低压缸和发电机联轴器液压螺栓改造；

-中低压缸连通管供热抽汽改造；

-低压转子轴封优化设计；

-中低、低发联轴器液压螺栓改造；

-凝汽器部分优化改造，主要包括：新型蜗壳形状水室，凝汽器热补偿设计等。

3.工艺流程

在采暖供热期间，机组高背压工况运行，机组纯凝工况下所需要的冷水塔及循环水泵退出运行，将凝汽器的循环水系统切换至热网循环泵建立起来的热水管网循环水回路，形成新的“热-水”交换系统。循环水回路切换完成后，进入凝汽器的水流量降至6000t/h～9000t/h，凝汽器背压由5kPa～7kPa左右升至30kPa～45kPa，低压缸排汽温度由30℃～40℃升至69℃～78℃（背压对应的饱和温度）。经过凝汽器的第一次加热，热网循环水回水温度由60℃提升至66℃～75℃（凝汽器端差3℃），然后经热网循环泵升压后送入首站热网加热器，将热网供水温度进一步加热至85℃～90℃后供向一次热网。具体工艺流程见图1，双转子简图见图2。

五、主要技术指标

135MW热电联产机组，综合全年供热、纯凝加权平均发电煤耗可达266.3g/kWh。

六、技术应用现状及产业化情况

2012年，华电国际十里泉发电厂#5汽轮机高背压供热改造项目通过了山东电力研究院的性能考核试验，该技术目前已经在华电国际十里泉电厂5号机组、华电章丘发电有限公司2号机组、华电青岛发电有限公司2号机组等进行了应用，具有较好的节能减排效益。

七、典型用户及投资效益

典型用户：华电国际十里泉发电厂、华电章丘发电有限公司。

典型案例1

案例名称：华电国际十里泉电厂#5机组双背压双转子互换供热改造

建设规模：135MW机组。建设条件：年供热量不小于160万GJ，循环水流量不低于6000t/h。

主要技改内容：低压通流部分改造、联通管打孔抽汽供热改造和凝汽器改造等。主要设备为低压缸2×4转子和隔板部件、加强型凝汽器、两台1100m2换热器等。

技改投资额5875万元，建设期2个月。年节能量48659tce，年碳减排量128460t CO2。年节能经济效益2670万元，投资回收期约2年。

典型案例2

案例名称：华电章丘发电有限责任公司135MW机组双背压双转子互换循环水供热技术改造

建设规模：135MW机组。建设条件：年供热量不小于160万GJ，循环水流量不低于6000t/h。

主要技改内容：低压通流部分改造、联通管打孔抽汽供热改造和凝汽器改造等。主要设备为低压缸2×4转子和隔板部件、加强型凝汽器、两台1100m2换热器等。

技改投资额4217万元，建设期2个月。年节能量45000tce，年碳减排量220000t CO2。年节能经济效益2219万元，投资回收期约2年。

八、推广前景和节能减排潜力

该技术主要适合供热热负荷稳定且供热规模较大的100MW～300MW热电联产机组。预计至2015年,在热电联产行业的推广比例可达10%（约30台），累计投入约15亿元，形成的年节能能力约为90万tce，年减排能力约237万tCO2。

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（转载自电厂运营分析之道）