汽轮机中间抽汽引射乏汽用于供热的热力系统性能研究

【摘要】：基于热电联产的集中供热可实现温度对口、能量梯级利用,对集中供热行业的节能减排具有重大意义。随着我国经济地飞速发展和城镇化进程地加快,供热负荷需求急剧增加,供热热源增加容量难以跟上供热负荷增加需求,由此造成的供热热源不足问题非常严重。目前的热电联产很多采用抽凝机组,汽轮机排汽仍存在较大的冷源损失,且抽汽参数往往偏高,影响机组热利用率的提高以及热电联产能量梯级利用优势的发挥。在分析普通抽凝机组供热发电负荷特性的基础上,针对通过增加高参数抽汽量来增大机组供热能力会导致发电量减少的问题,提出回收利用汽轮机乏汽热量提高供热能力的热电联产热力系统改造方案：即利用高压供热抽汽通过蒸汽喷射器引射汽轮机乏汽,将引射混合后的蒸汽用于供热。该系统实现在发电量不显著减少的前提下,减少机组的冷源损失及高品位蒸汽抽汽量,显著增加供热能力,实现能量的高效利用。以某原型25MW抽凝供热机组为研究对象,利用LabVIEW软件对中间抽汽引射乏汽的改造后热力系统进行性能仿真,进行了不同工况下的模拟分析,分析结果表明：在额定供热抽汽量工况下,随着引射系数的增大,改造后机组第三级抽汽量、乏汽量及供热蒸汽量逐渐增大,而改造后机组第四、五、六级抽汽量和机组第四、五级抽汽与乏汽焓值逐渐减小。随着引射系数由0增大到0.4,改造后机组发电量有小幅度减少(约为4.88%o),但是机组供热量及机组热利用率有较大幅度的提高,供热量增加30.6%,热利用率增大了17.33%；机组发电标煤耗率按照热量法计算,由0.276 kg标煤/kW·h减小到0.199 kg标煤/kW·h,降幅达到28.02%。在引射系数一定时,随着供热抽汽量的增大,机组第三级抽汽量逐渐增大,而机组第四、五、六级抽汽量和焓值逐渐减小,机组乏汽量和焓值逐渐减小；机组发电量和机组发电标煤耗率逐渐减小,而机组供热量和机组热利用率均逐渐增大。在引射系数U=0.10的情况下,供热抽汽量由20t/h增加到80t/h,改造后机组发电量与原型机组相比,发电量之差几乎不变,但是改造后机组供热能力提升明显,约为7.7%,而发电标煤耗率差值按照热量法计算,由0.005 kg标煤/kW·h增大到0.028 kg标煤／kW·h,热利用率之差由0.6%增大到9.4%,说明在蒸汽喷射器已定的情况下,供热抽汽量越大,改造后机组节能效果提升越显著。研究表明,利用汽轮机中间抽汽引射乏汽用于供热,对机组热经济指标提升明显,可以收到较好的综合经济效益。