（山西大唐国际临汾热电有限公司，山西临汾043000）摘要院针对汽轮机冷源损失大的问题，通过实施高背压+热泵供热改造，回收利用汽轮机乏汽，将低品位乏汽的热量用以供热，经过试验与实际运行应用，高背压＋热泵供热节能效果显著，不仅降低了机组供电煤耗，提高了供热期机组调峰能力，而且增加了机组供热能力，取得了良好的经济与社会效益，对同类型机组供热改造具有借鉴与示范意义。关键词：供热；高背压；热泵；节能中图分类号院TK264
文献标志码院A
文章编号院1671-0320（2017）06-0053-03
0引言
山西大唐国际临汾热电有限公司现装机总容
南城区与东城区的城市供热任务，2014年供热面积为750万m2。为了提高能源利用效率，降低机组能耗，提高机组的供热能力，充分回收利用汽轮机低品位乏汽的热量，2015年临汾热电在原抽汽供热的方式上，实施了高背压垣热泵供热改造。
量2伊300MW，汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的CZK250N300-16.7/538/538/0.4型亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、单抽供热直接空冷凝汽式汽轮机；锅炉采用东方锅炉厂生产的DG-1065/18.2-域4型亚临界、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、自然循环汽包燃烟煤型锅炉；发电机采用哈尔滨电机厂生产的QFSN—硅整流励磁发电机。公司内设有热网首站，配置4台热网加热器，5台热网循环水泵，单机额定供热抽汽流量为500t/h，最大供热抽汽流量为550t/h，设计供热面积为1100万m2。1号、2号机组分别于2010年12月、2013年12月投入商业运营，2014年11月开始为临汾市城区供热，承担临汾市
收稿日期：2017-05-03，修回日期：2017-10-16
作者简介：汤国琪（1974），男，河北唐山人，2013年毕业于兰州理工
从事电厂汽机技术管大学热能与动力工程专业，工程师，理工作；
王建勋（1981），男，山西万荣人，2004年毕业于太原理工大学电力系统自动化专业，助理工程师，从事电厂运行管理工作。
1
1.1
高背压＋热泵供热改造改造方案
供热背压的选取
因机组为直接空冷供热机组，夏季工况机组
300—2型卧式水氢氢冷却、隐极、自并励静止可控
运行背压为34kPa，考虑直接空冷机组具备高背压运行的特点，故供热背压取34kPa，以此进行高背压供热设计，原有汽轮机不需进行低压缸改造，可降低改造与检修费用。1.2
技术路线
由于供热管网暂不具备大流量供热的条件，将原热网加热器作为尖峰加热器，技术路线采用高背压前置凝汽器垣热泵垣尖峰加热器的供热方式，充分利用汽轮机乏汽的汽化潜热对热网水进行加热，减少机组冷源损失，达到降低机组能耗的目的，同时提升机组的供热能力，提高供热的可靠性。
热网循环水流量5200t/h，回水温度50益，先进入前置凝汽器，回收190t/h乏汽，折合吸收式热泵，利用驱动蒸汽89.27t/h，折合热量120.7MW余热，将热网水加热至70益后；再进入
窑53窑
山西电力2017年第6期将62.4热网MW水，加回热收至乏89汽益81.53；最后t/h，进折入热网合余热首52.8站尖MW峰加，
热器，将热网水加热至110益供出。1.3
改造方案
在机组原有竖直的DN5500乏汽管道上接出1路DN4020管道，设置电动隔离门，再从DN4020乏汽管道上分别引出两路支管，1路乏汽支管DN40201路乏汽接支至管前变置径凝汽为DN2220器，设置的有电管道接动隔至离热门泵；房另并从DN2220的管道引出3路乏汽DN1220的管道，
至3台热泵，设置有电动隔离门。从原热网回水滤网后DN1400管道引出1路热网水管道至前置凝汽器水侧入口，并从前置凝汽器水侧出口接至并联运行的3台热泵，热泵水侧出口管路接至热网循环泵入口母管。高背压垣热泵供热改造前后流程见图1与图2。
再热器
高中压缸
低压缸
五段乏汽抽汽
空冷
热网供水
热网回水
热网加热器
图1高背压垣热泵供热改造前供热流程再热热网器
回水
高中压缸
低压缸
前五置凝段乏汽
汽抽器
汽
空冷岛
热网供水
尖峰加热器
热泵
图2高背压垣热泵供热改造后供热流程54窑
热泵驱动蒸汽管路从五段抽汽供热电动门后管路引出，接至热泵驱动蒸汽入口，该管路设置有减温器。驱动蒸汽减温水从凝结水泵出口母管接出，经减温水泵升压后送至驱动蒸汽减温器。热泵驱动蒸汽疏水先后与溴化锂稀溶液、部分热网水换热后，使驱动蒸汽疏水温度小于80益，直接回收至排汽装置，提高了设备运行的经济性，摒弃了常规的疏水泵设置，简化了系统，降低了电耗。热泵与前置凝汽器的乏汽疏水汇至乏汽疏水母管后返回排汽装置。前置凝汽器与热泵抽真空管路汇至母管后，引至真空泵。1.4
设备配置
增设1台换热面积为6500m2的前置凝汽器冬季用于加热热网回水，回收利用汽轮机乏汽；夏季用于尖峰冷却，降低机组背压。增设3台热泵，每台热泵38MW，热泵设计背压为34kPa，利用五段抽汽作为热泵的驱动蒸汽，回收汽轮机乏汽加热热网水。增设2台减温水泵，用来驱动
蒸汽减温。增设2台真空泵用来前置凝汽器与热泵乏汽系统抽真空。
2高背压＋热泵供热改造方案实施
高背压供热改造于2015年7月底开工，利用
机组停运机会，在乏汽主管道引出高背压供热乏汽支管，并安装电动隔离阀及加装堵板，机组运行中经对DN4020乏汽电动隔离门严密性测试，完成了高背压乏汽管道的对接及堵板的拆除工作，确保了改造的顺利实施，11月底工程主体完工。在设备调试阶段出现了以下问题，一是乏汽真空泵抽真空管路积水，经系统排查后，管路设计存
在U型管路，产生积水，影响抽真空系统正常运行，造成乏汽供热系统换热不良，经改造后恢复
正常；二是热泵、前置凝汽器乏汽凝水液位高，乏汽凝水管路存在气阻，乏汽凝水不畅，经对乏汽凝水管路加装抽真空管路，问题得以解决；三是高背压供热投运后，凝结水溶氧偏高，经对系统排查，发现乏汽管道焊口、乏汽疏水流量表管接头存在漏空，通过堵漏，凝结水溶氧恢复正常。在完成相关调试工作后，12月22日投入运行。
3高背压＋热泵供热设备性能
化试2016验，分年别11选取月进了行不了同高背背压压下供热的性4个能及工运行况点优
进
窑2017年12月汤国琪，等：高背压+热泵供热技术在300MW直接空冷机组的应用行了试验，试验数据见表1。
通过试验数据经测算，热泵组在乏汽压力为
表1名称工况1工况2工况3工况4
热泵乏汽疏水流量（/t·h）
-1
所示。热泵组在乏汽压力为26kPa左右运行时，
26kPa左右运行时，制热量达到最大值，如图3
高背压供热性能及运行优化试验数据表热网水流量（/t·h-1）5189.315193.565195.085199.63热泵制热量/MW131.81128.47139.14123.78
前置凝汽器进水温度/℃
44.3544.3644.3844.40热泵COP1.961.921.991.88
前置凝汽器出水温度/℃
71.0168.3664.8055.83修正后热泵COP1.91
热泵热网水出水温度/℃
92.8589.6387.8376.30
前置凝汽器乏汽疏水流量（/t·h）
-1
机组负荷/MW252.68253.66255.06256.39热泵驱动蒸汽制热量/MW67.3466.6269.7965.97
乏汽压力/kPa33.9330.1325.6916.86热泵乏汽制热量/MW64.4761.8569.3557.81
热泵进汽压力/MPa0.290.290.280.28前置凝汽器制热量/MW160.90144.96123.3869.11
热泵驱动蒸汽疏水流量（/t·h-1）
101.0199.93104.6898.96
前置凝汽器所占余热制热量比/%
100.9196.81108.5590.48150
14013012011010015
251.84226.90193.11108.19
54.9653.0247.0035.83
25.69袁139.14
16.86,123.78
20
25
满足热泵组总制热量不低于115MW的设计要求；前置凝汽器制热量为160.90MW，满足前置凝汽器冬季采暖期热负荷逸120MW/台的设计要求；前置凝汽器端差为0.86益，满足前置凝汽器供热端差不大于2益的设计要求；前置凝汽器背压在55%，节能效果明显。
33.93袁131.81
30.13袁128.4730
35
乏汽压力/kPa
图32.121.91.81.71.615
热泵制热量与乏汽压力的关系25.69袁1.99
33.93袁1.96
26kPa以上运行时，其所占余热制热量比为47%耀
16.86袁1.88
20
30.13袁1.92
4结束语
截止2016年底，高背压垣热泵供热系统总体
2530乏汽压力/kPa
35
运行情况良好，前置凝汽器平均端差为1益，热泵平均COP为1.88，通过对机组供热期上煤量统计分析，高背压垣热泵供热投运后机组供电煤耗降低30g/（kW·h）左右，供热期机组调峰能力提升余万m2，取得了良好的经济与社会效益，对同类型机组供热改造具有借鉴与示范意义。
9%，单机供热能力提升42%，增加供热面积300
图4热泵COP与乏汽压力的关系热泵组性能系数COP（coefficientofperformance）达到最高值，如图4所示。
1.8的设计要求；热泵组总制热量为131.81MW，
设计工况下，热泵COP为1.91，满足不小于
ApplicationofHighBackPressureandHeatPumpHeatingTechnology
in300MWDirectAirCoolingUnit
TANGGuoqi,WANGJianxun
（ShanxiLinfenThermalPowerCo.,Ltd.,Linfen,Shanxi
043000,China）
Abstract:Inviewoftheproblemoflargelossofcoldsourceofsteamturbine,throughtheimplementationofhighbackpressureandheatpumpheatingtransformation,wastesteamisrecycledforheatsupply.Aftertrialandpracticalapplication,itsheat-savingefficiencyisobvious,whichnotonlyreducespowerconsumptionoftheunitandimprovesthepeakloadcapacityoftheheatingunit,butalsoincreasestheunitheatingcapacityandhasachievedgoodeconomicandsocialbenefits,providingreferencesforthesametypeofunitswhichneedheatingtransformation.Keywords:heating;highbackpressure;heatpump;energy-saving窑55窑
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