朱建文1 辛小燕2 蔣慧楠3

青島高遠熱能動力設(shè)備有限公司

摘要：熱電解耦的本質(zhì)是實現(xiàn)電、熱負荷相互轉(zhuǎn)移，即熱電比的大幅度調(diào)節(jié)。其最直接、最節(jié)能和最節(jié)省投資的方案是汽汽引射！

關(guān)鍵詞：熱電解耦 汽汽引射 供熱

一、概述

當前，熱電解耦任務(wù)緊迫呼聲高。那么，最可行的方案是什么？

談到解耦，當前有幾個誤區(qū):

誤區(qū)1：為了實現(xiàn)鍋爐小負荷不投油運行，人們投入大量精力開展研究工作。如：燃燒系統(tǒng)、脫硫脫硝系統(tǒng)、空預(yù)器及控制系統(tǒng)等的改造適應(yīng)問題的研究?？赡遣皇菃栴}的關(guān)鍵，與解耦不是直接相關(guān)聯(lián)，因為即使不解耦鍋爐調(diào)峰也必須要研究這些問題。換句話說，只有在發(fā)電與供熱總負荷太小的時候才能出現(xiàn)這些問題。而解耦的本質(zhì)是實現(xiàn)電、熱負荷相互轉(zhuǎn)移，不僅僅是總負荷的大小調(diào)節(jié)。

誤區(qū)2：采用儲熱方式，設(shè)計大型熱水池儲熱，這更是沒有對癥下藥。占地很大，投資很大，但不能解決天氣持續(xù)寒冷條件下的供熱問題。不去改造機組就無法實現(xiàn)把電負荷轉(zhuǎn)化成熱負荷問題。

誤區(qū)3：切除低壓缸進汽，雖然能夠部分轉(zhuǎn)移電負荷增加機組供熱能力，但此辦法有下列弊端：

1、如果不拆除低壓轉(zhuǎn)子葉片，在無蒸汽流量的情況下運行低壓缸內(nèi)會產(chǎn)生鼓風效應(yīng)；

2、如果拆除葉片光軸運行，就無法實現(xiàn)熱負荷向電負荷轉(zhuǎn)移，另外轉(zhuǎn)子自振頻率、臨界轉(zhuǎn)速、撓度發(fā)生變化，會導致振動問題，是否也應(yīng)該引起注意；

3、這樣改法，機組類似改成了背壓機組，使熱電比的調(diào)整范圍更加小或者說更加”以熱定電”或“以電定熱”了；

4、解耦幅度有限；

5、此處蒸汽參數(shù)低，有時不能滿足用戶要求。

誤區(qū)4：用電鍋爐方案解耦，的確會有很大的靈活性，只是經(jīng)濟性上存在問題。本來機組供熱的目的是經(jīng)濟性，也就是機組排汽汽化潛熱的利用為目的之一。電鍋爐的方案無法實現(xiàn)這樣的經(jīng)濟性，而是做了一件熱力學原理上忌諱的事，即電熱1：1轉(zhuǎn)換。如果有合適的低溫熱源通過熱泵吸收供熱，能提高一些經(jīng)濟性，但一是提高不多，二是熱源難尋，三是投資太大，所以不可取。

誤區(qū)5、把純凝機組改造成抽汽供熱機組，問題是風險大、投資大、解耦幅度有限。

二、需要解決的關(guān)鍵問題

對于無再熱系統(tǒng)的抽汽機組來說，已經(jīng)實現(xiàn)了熱電比的自由調(diào)節(jié)，當然也存在幅度問題；對于背壓機組解耦也很簡單，上臺減溫減壓器就行了，即把新蒸汽參數(shù)降至供汽參數(shù)即可。而我國火力發(fā)電廠目前大都是純凝再熱機組，解耦主要受到四個問題的困擾：

問題1、如果用過熱蒸汽或冷再蒸汽直接減溫減壓供熱就會使鍋爐再熱蒸汽流量不足造成再熱器超溫；

問題2、如果用過多再熱蒸汽供熱，會使汽輪機中壓缸進汽量減少造成機組軸向推力反向，推力瓦失效；

問題3、如果用低壓缸進汽改供熱，就會出現(xiàn)前文概述中那些弊端，實現(xiàn)不了大幅度的熱電比可調(diào)；

問題4、解耦的同時，還要兼顧機組的熱經(jīng)濟性，即：最大程度的減少冷源損失。

由此看來，無論從何處取汽源用于供熱，都存在嚴重弊端。也可以說：找到一個理想的解耦方案是很困難的，必須要有新思維新方法才行。

三、解決辦法

那么，什么是最好的解耦方案呢？筆者在此正式提出”汽汽引射”方案，供專家批評參考。（參考系統(tǒng)圖：丹東電廠350MW機組）

1、怎樣既保證過熱蒸汽和再熱蒸汽的流量比例不失調(diào)又能解決機組軸向推力失衡問題？

答：設(shè)置兩臺汽汽引射器，一臺稱作配汽引射器，用1份過熱蒸汽引射3份熱再汽并噴水減溫送回冷再， 實現(xiàn)再循環(huán) ，從而增加了再熱蒸汽流量。另一臺稱作供熱引射器，用3份過熱蒸汽引射1份熱再汽并噴水減溫對外供熱。

兩臺引射器的引射比互成反比關(guān)系，既能實現(xiàn)鍋爐的過熱蒸汽和再熱蒸汽的比例保持基本不變，又能保證高、中壓缸各自進汽量減少值一樣從而防止了機組推力的變化。這一點是很巧妙的，讀者可以仔細推敲。

2、此方案節(jié)能嗎？

答：引射器不同于減溫減壓器，節(jié)流損失小。在諸多方案中，獲得供汽壓力最高的方案就是最好的方案，因為它還可以引射更多的低壓蒸氣，使其升壓供出，進一步提高經(jīng)濟性,例如引射中壓缸排氣。

3、此方案對熱控要求高嗎？

答：控制原理簡述：

1、供汽引射器調(diào)節(jié)其出口供汽壓力，保證供熱蒸汽流量；

2、配汽引射器調(diào)節(jié)其出口即高排壓力，保證再熱蒸汽流量。當供汽量增加導致新蒸汽壓力降低，從而導致高排壓力降低，此時配汽引射器加大開度，保證高排壓力不變，（滑參數(shù)運行，滿足曲線要求），會使高壓蒸汽壓力進一步降低，此時要求減電負荷或者增加鍋爐出力，以保證新蒸汽壓力。

3、以上過程中，熱再壓力也是下降過程，由于補充了高排（冷再）壓力，所以理論上熱再壓力變化不大，但為了保證控制的精確性，增加汽汽引射器低壓汽（熱再）控制閥，用于控制熱再汽壓力，以保證機組合適的軸向推力。為了便于控制，供汽引射器的引射比設(shè)計值取大于1/3，例如2/3.

以上控制方案雖然沒有直接控制流量，但只要把各點壓力控制好，流量和推力平衡問題，就解決好了。

關(guān)于切入與切除只要定一個步驟及注意事項就可以了。

4、引射器出故障會不會引發(fā)事故？答：不會的。當引射器出力出現(xiàn)不可控時，小了，只是會引起供熱量不足；大了，最惡劣可能會引起再熱器安全閥或供熱管路安全閥起跳；意外關(guān)閉時，不會出現(xiàn)倒流問題，因為引射器進口均設(shè)有止回伐。

四、 汽汽引射器簡介

我國已掌握了第四代引射技術(shù)（國外沒有）即聯(lián)調(diào)技術(shù)，其原理是在中間設(shè)置一根通軸，調(diào)節(jié)時各部橫截面積按比例變化始終保持最佳面積比運行，從而保證了變工況下運行的引射比。由于計算軟件和仿真軟件的日臻成熟，產(chǎn)品的設(shè)計性能與實用性能基本一致。

還有重要的一點：用汽汽引射器的方案實現(xiàn)熱電解耦是投資最省的方案，投資可能僅為其它方案的10%~30%。

我們甚至可以預(yù)測，有了聯(lián)調(diào)型引射器，傳統(tǒng)復(fù)雜的抽汽供熱機組未來可能會消失！

五、結(jié)論

我們必須強化一個概念：解耦就是要實現(xiàn)熱電比的大幅度可調(diào)，本汽汽引射方案理論上可實現(xiàn)解耦負荷率100%，同時還具有最節(jié)能、投資大幅度降低的優(yōu)勢。

總之，熱電解耦最直接、最節(jié)能和最節(jié)省投資的方案是汽汽引射！

A Good Method for Decoupling of Heat and Power—Steam-steam jet

Author:Zhu Jianwen1 Xin Xiaoyan2 Jiang Huinan3

(Qingdao Gaoyuan Heat&Power Equipment Co.,Ltd)

Abstract:Essentially,the decoupling of Heat and Power is the interchange between them,that is the adjustment of heat-electricity ratio by a wide margin.The most immediate，economic and lowest investment method is steam-steam jet (SSJ)!

Key word:decoupling of heat and electricity,steam-steam jet,heat supply.