300MW级凝背供热机组的系统设计和布置的研究

摘要

近年来，由于国家对300MW级供热机组提出了更高的环保排放要求，其在三北地区的发展受到了很大限制；与此同时，区域经济还在不断发展，城市人口还在进一步增加。由此，三北地区出现了冬季采暖供给和需求的巨大不平衡。针对这一问题，人们提出了很多解决措施，其中增加其供热能力是解决采暖供需结构性矛盾的有效方法。在对联合循环中凝背式机组及其3S离合器技术分析的基础上，本文研究了将凝背供热机组应用于300MW级火电机组的情况，并对300MW等级机组的热力系统配置和汽机房布置做了优化，简化了凝背式机组的热力系统，控制了汽机房尺寸，有效地解决了采暖供需结构性矛盾。本文主要研究内容和结论总结如下：
　　（1）对于超临界凝背供热机组本体结构提出了四种设计方案：方案1：高中压合缸+单台发电机+3S离合器；方案2：高中压分缸+单台发电机+3S离合器；方案3：汽轮机双轴并列布置+双发电机；方案4：汽轮机双轴串列布置+双发电机。通过对比分析得知，3S离合器方案（方案1、方案2）在设备投资成本、运行维护和主厂房布置等方面都较双轴方案有较大优势。因此，本课题不推荐汽轮机双轴布置方案（方案3、方案4）。
　　（2）本文还对凝背式300MW级供热机组实现的难点做的详细的介绍，并提出了解决方案。难点包含了汽轮机本体结构设计、空冷机组空冷岛的防冻、湿冷机组凝汽器的热备用设计、热网加热器疏水的冷却和汽封加热器的冷却。
　　（3）本文对凝背供热机组进行投资效益分析。从热经济性指标分析可知，采用300MW级凝背供热机组初投资仅比常规300MW级抽凝机组高6300万元，而凝背机组增加的供热收益可以使此项投资在短期内收回；从财务效益分析可知，如果按将执行的标杆电价和销售热价来测算项目盈利能力，那么2×350MW超临界凝背机组不仅可提高机组供热能力，而且投资收益率高于常规的2×350MW超临界机组方案，可以为发电企业带来更好的经济效益；从社会效益分析可知，2x300MW级凝背供热机组的供热能力比常规2x300MW级常规抽凝机组大400万平米，相当于2台100MW热水锅炉的供热能力，这对于缓解三北地区城市供热紧张局面有积极意义。同时，如果采用2x350MW超临界凝背供热机组，那么由于免建热水锅炉房可为社会节省初投资。因此，凝背式供热机组的经济效益、环保效益和社会效益增长显著。

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第1章 绪论

1.1 本文研究背景及意义

1.2 本文主要研究方法和内容

第2章 300MW级凝背式供热机组的外部条件

2.1 主机技术条件

2.2 3S离合器的基本工作原理

2.3 热力系统配置及运行方式的变化

2.4 汽机房布置方案

2.5 机组启、停方式及工况切换

第3章 300MW级凝背式供热机组的主要技术方案

3.1 研究原则

3.2 300MW级凝背供热机组本体结构设计方案选择

第4章 凝背式供热机组的技术难点

4.1 概述

4.2 汽轮机本体设计

4.3空冷机组空冷岛的防冻

4.4 湿冷机组凝汽器的热备用设计

4.5热网加热器疏水系统设计

第5章 效益分析

5.1 热经济指标对比分析

5.2 财务效益分析

5.3社会效益

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

致谢