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摘 要：火力发电厂的冷端损失是电厂热力系统的最大损失源，汽轮机排汽损失对火力发电厂来说是废热排放，但对于低品位的建筑采暖而言，则会造成巨大的能源浪费。如果将汽轮机余热充分回收用于供热，将大幅提高电厂的供热能力和能源利用效率，进而创造更好的节能效益、环保效益和社会效益。采用高背压供热后，机组供热能力和热电比都会增加，电厂燃煤量、环保排放量则会降低，回收汽轮机乏汽的余热可用于城市供热，变废为宝，大大提高了电厂的对外供热能力，进而增加电厂的收入。

关键词：间接空冷；高背压；供热；煤耗

中图分类号：TM621 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.099

目前，火力发电利用的是汽轮机乏汽低温余热回收冷源损失的热电联产技术，主要有高背压供热和吸收式热泵供热2种。高背压供热又分为背压供热机组和低真空循环水供热机组，机组排汽热量全部被利用，冷源损失为零；吸收式热泵供热需将高温热源作为驱动工质，提取低温循环水热源的热量，并利用部分汽轮机的冷源损失。

近年来，随着城市化进程的加快和居民生活水平的提高，我国城市居民供热需求在逐年增加。因此，需对大型纯凝或抽凝机组实施供热改造，以实现冷源损失为零的目标，进而衍生出多种供热改造形式。高背压循环水直接供热是目前节能减排、优化电源和热源、提高城市供热可靠性的主要手段。它是经济性比较好的一种，供热量大，并能在排汽冷源损失为零的前提下保证电热比，所以，在我国北方地区，这种方式被广泛应用。

对于350 MW供热机组，在不增加机组容量的前提下扩大机组的供热能力有4种选择方案：①采暖期不更换短叶片转子高背压供热方案；②采暖期更换短叶片转子高背压供热方案；③吸收式热泵供热技术方案；④凝抽背（NCB）机型方案。

1 采暖期不更换短叶片转子

“采暖期不更换短叶片转子高背压供热方案”供热技术是在不改变汽轮机本体、间冷塔现状的情况下，在采暖期提高汽轮机的背压，利用热网循环水回水，通过主机凝汽器回收汽轮机排汽的余热进行一级加热，通过热网加热器，利用机组采暖抽汽进行二次加热，以满足热网的供水要求，进一步提高机组的采暖供热能力。同时，在非供热期，要切换到间冷塔进行纯凝工况运行。

这种方式的特点是：投资少、见效快、结构简单，可以实现纯凝和背压双模式运行。改造后机组的供热能力和热电比增加，回收了冷源损失，增加了经济效益。但是，凝汽器一次加热温度比较低，需要抽汽二次加热。

2 采暖期更换短叶片转子

为了解决排汽温度高和容积流量过小引发的叶片颤振，可在供热期使用专门设计的供热高背压转子，将热网循环水作为凝汽器的冷却水。在具体工作过程中，可先提高热电机组的背压，在提高凝汽器出口热网循环水温度后，经热网加热器加热后对外供热，以满足区域机组热负荷的要求。供热结束后，换回到纯凝低压转子。

这种方式的特点是：在机组供热期内，冷源损失为零，电热比高，供热经济性好，并且运行安全性比较高。但是，投资偏大，变工况时，温度可能有所增加，达到85 ℃左右时可能需要喷水减温。在极冷的天气条件下，当机组自身抽汽量达不到供热温度的要求时，仍需要其他机组抽汽提温。另外，每年需要例行更换转子，在供热期始末各停机一次。当需要其他机组抽汽提温时，电热比会随之下降，经济性会相应变差。

3 吸收式热泵供热技术方案

吸收式热泵能够充分利用低品质热能，因此，在北方某些热电厂的采暖供热中被广泛应用。这些电厂利用热泵的方法是将电厂循环水作为低温热源，充分利用热泵吸收循环水中的低温余热。待余热提取后，加热热网循环水回水。这样做，不仅回收了部分热量，还因为热网水温度升高而减小了热网加热器中的不可逆损失。主机的运行背压、低压缸排汽量、供热介质参数、热泵驱动蒸汽等不同参数组合配置对热泵机组的出力和全厂的热经济性有很大的影响。

这种方式的特点是：电厂内部改造工作量小，提高了电厂的供热能力。不改变供热管道，就可以供更多的热用户使用，而且减少了冷源损失，综合经济性好。但是，这样做，需要的溴化锂吸收式热泵数量比较多，而且这种热泵的相对寿命比较短，大约15年，通常运行8年后维护工作量就会大幅增加，维护成本高。

4 凝抽背（NCB）机型方案

汽机厂开发的NCB机型是在抽凝供热机组的基础上，本着增加机组供热能力，减少机组冷源损失，提高电厂热效率的原则而开发出的新机型。NCB机型的总体特点是抽汽量大，背压运行时几乎无冷源损失，电厂效率高。NCB机型是在常规抽汽350 MW机组高中压部分与低压部分之间加装自动同步离合器，适当修改部分设计而形成的。该机型具备凝汽、抽汽、背压3种运行功能。根据供热负荷的变化规律来切换，在供热负荷超过抽汽模式的供出量时，可以切除低压机组，高中压机组按背压方式单独运行。

凝抽背（NCB）机型方案是汽机厂为了增加机组供热能力而研发的汽轮机机型，暂无应用实例。因此，此方案不推荐使用。

5 结论

综上所述，新建机组采用“采暖期不更换短叶片转子高背压供热”的方案最经济，效率最高。

参考文献

[1]沈士一，庄贺庆，康松，等.汽轮机原理[M].北京：中国电力出版社，1998.

〔编辑：白洁〕