浅析影响和提高供热背压机负荷率的原因和措施

刘召林

华电潍坊发电有限公司 山东潍坊 261071

目前供热背压发电机普遍应用于高参数供热企业，供热汽源采用汽轮机抽汽，具有较高的蒸汽品质，若直接送至供热首站进行热交换，势必造成高品质汽源的浪费，不利于提高机组热力循环效率。为提高主汽轮机的发电效率及运行节能，充分利用抽汽热量，设置背压发电机组以实现能量的梯级利用。主要利用主汽轮机抽汽先进入背压发电机发电，所发电量直接接入厂用电，降低厂用电率；背压排汽进入背压机加热器作为热网循环水加热热源加以利用，从而降低机组煤耗，同时设置背压机加热器旁路辅助提高循环水供水温度。背压发电机负荷率受机组负荷变化、供热母管压力、供水温度、供热管网循环水量、机组运行方式、等多重因素叠加影响，若要提高背压发电机负荷率，又要保证供热温度满足要求，这时供热方式变化及人员调整就显得尤为重要，如何根据当前的实际生产状况，在满足供热温度要求的前提下，发最多电量就成为了一项重大难题。

通过对影响背压发电机负荷率的因素进行细化分析和精准数据比对，确定影响背压发电机负荷率的主因和非主因，将主因细化为运行可操作因素和非可操作因素。对运行可操作因素，实行供热精益化管理，制定并完善供热管理办法，加强机组长汇报协调职能，提高监盘人员行为管理，通过优化供热首站运行方式，精细化合规操作，进一步挖掘背压发电机发电能力，增加发电量。对运行非可操作因素，通过原因分析，提出技改方案和合理化建议，进一步提高背压发电机负荷率。

2020-2023年供热季通过对背压发电机负荷试验，得出背压发电机发电量最佳运行方式为：供热循环水量11000-14000t/h，循环水供水温度≤95℃时，背压发电机的负荷率可达到80%以上。

1、供热循环水温度的影响分析：

当供水温度≥95℃时，就需要投入背压发电机加热器旁路运行，当循环水温度达到114℃时，加热器压力须提高至0.35MPa；循环水供水温度90℃附近时，加热器的压力只需要0.1Mpa。背压发电机进汽压力不变，排汽压力升高，背压发电机焓降降低，背压发电机发电量下降。加热器压力在0.35MPa左右时，背压发电机的负荷率只有32.1%，当加热器压力降至0.1MPa左右时，背压发电机的负荷率可以达到81.2%。

应对措施：（1）根据背压机运行特点，提出供热首站进行优化改造，加装加尖峰加热器的建议，被生技部采纳。现尖峰加热器已经投入运行，收到了很好的效果。（2）供热首站尖峰加热器投运，通过最近一段时间的摸索和经验总结，在保证供热安全和质量的前提下，以背压发电机尽可能多发电为目标，对供热方式提出了优化建议，同时制定了相关的运行措施。c.城市热网中继泵的运行方式：环境温度较低时，末端的用户存在进出压差不足引起换热效果不好的情况，根据热力公司要求，就需要通过提高供水温度，减少前端用户进水阀开度，提高末端用户压差。在末端用户压差不足时，首先通过提高中继泵的出力来满足用户需求，当中继泵满出力运行还不能满足末端用户需求时，再提高循环水供水温度。

2、供热循环水量（供热负荷）的影响：背压发电机的负荷率受供热循环水流量的限制：如2023年02月20日，循环水供水流量只有4000t/h，背压发电机的负荷率43.4%，也就是说用不了这么多供热负荷。2月23日循环水流量增至10000 t/h，背压发电机的负荷率升至79.7%。环境温度变化时，市里二级站会主动调整供热温度，进而影响到供热首站出口水量变化。2022-2023供热季最大供水流量达到26000吨/小时，最小供水流量5500吨/小时左右。由此可以看出环境温度变化直接影响供热循环水流量，影响较大。

应对措施：（1）根据环境温度变化，结合供热数据模型分析，预判供热量，提前调整供热首站运行方式，将供热负荷尽量向二期首站转移，提高背压发电机负荷率。（2）机组长充分履行协调汇报的职责，值班期间因供热负荷下降造成背压发电机负荷率下降时，及时汇报值长申请将供热负荷向二期转移，一期首站小方式运行。

3.一二期供热负荷分配的影响

在供热季一般采取一、二期首站并联运行方式，在供热量一定的前提下，一期首站供热负荷大时会直接影响二期首站出力，所以合理调整一期首站出力，增加二期首站出力能有效增加背压发电机负荷率。

运行措施：（1）在供热初期和末期（11、02、03月），采用一期老首站和二期首站并列运行，一期老首站保持最低供热负荷运行，二期首站带最大供热负荷。（2）在二期主机负荷不受限的情况下，及时将一期供热负荷向二期转移，尽量将供热循环水流量＞10000吨/小时。

5.运行人员操作的影响

通过调取2022年12月集控运行5个班组背压发电机发电量数据，发现各班组背压发电机负荷率差距还是很大的。说明部分班组对提高背压发电机发电量的认识不够，调整积极性不够。

通过制定详细的运行措施，实现供热精益化管理：（1）当供热循环水流量≤12000t/h时：a.供热循环水供水温度≤100℃时，采用背压发电机乏汽加热方式，背压发电机加热器进汽旁路备用状态。背压发电机负荷尽量保持在最大，通过调整热网加热器的出口水温对供热循环水供水温度进行微调。b.供热循环水供水温度＞100℃时，通过提高热网加热器出口水温和水量来提高首站供热循环水供水温度，控制热网加热器疏水温度不超65℃。（2）当供热循环水流量＞12000 t/h时：a.供热循环水供水温度≤100℃时，采用背压发电机乏汽加热方式，背压发电机加热器进汽旁路备用状态。背压发电机负荷尽量保持在最大，通过调整热网加热器的出口水温对供热循环水供水温度进行微调。b.供热循环水供水温度＞100℃时，可通过提高热网加热器出口水温和水量来提高首站供热循环水供水温度，控制热网加热器疏水温度不超70℃。当上述调整循环水供水温度还不能满足要求时，向值长申请向一期转移供热负荷。c.当主机电负荷≥360MW时，在供热循环水流量和温度允许的情况下，通过调整#3/4机EV和CV的开度，控制二期首站进汽母管压力在0.70-0.78Mpa之间，尽量提高背压发电机进汽初参数，注意控制主机中排温度≤378℃。c.背压发电机正常运行时，负荷控制＞0.5MW，防止成为电动机。d.执行背压发电机加热器进汽旁路投入分析汇报制度，当本班投入背压发电机加热器进汽旁路后，须在下班前写出加热器进汽旁路投停的时间和原因，汇报分场，对原因未分析或者不合理的进行考核。e.制定供热背压发电机绩效管理办法，将背压发电机发电量纳入指标竞赛，同时将背压发电机发电量与供热绩效挂钩，提高奖惩力度，充分调动班组人员调整积极性，让他们变被动为主动，主动去调整。

经过一系列措施的执行，2023供热季背压发电机日负荷率进行比较，日平均负荷率提高24.2%，预估2023-2024供热季背压发电机发电量会提高1794万KWh，节约发电成本约627.9万元。