随着国内环境问题的日益突出，特别是我国北方集中供暖地区，受大面积雾霾影响，关闭分散的燃煤小锅炉实行集中供热，发展热电联产已经成为一种必然趋势，其中300MW等级机组已经成为热电联产的主力机型。伴随着大量分散小锅炉的关闭和城镇化的不断推进，城市采暖供热缺口越来越大，对纯凝机组实施供热抽汽改造不仅能够给电厂带来可观的经济收益，对部分运行时间较长能耗较高的老机组来说，与城市供热结合已经成为避免被关停的最佳选择。
上海汽轮机厂早期投产的300MW等级的纯凝汽轮机组主要是153和156系列机型，拥有较大的装机量，对这部分机组提供“私人定制”式的全套改造服务是上海电气服务产业的一项重点工作。
本文简要介绍了153和156系列机型的采暖抽汽改造方案，对于原设计为抽汽机组但采用了旧型式的连通管的用户也可以选择更换中低压连通管，以进一步提高运行经济性、检修维护的简便性。
对于汽轮机的抽汽，采用在汽缸上打孔抽汽是首选方案，但对于原设计为纯凝的机组而言，在汽缸上打孔重新布置管道的方案较难实现，其安全风险也较大。目前普遍采用的方案是在中低压连通管上设置抽汽三通引出中压排汽作为供热汽源。通常，汽轮机的中压排汽被部分抽出后其中排压力会随之降低，为了维持一定的抽汽压力，需要在中低压连通管上加装一个蝶阀，通过调整蝶阀的开度来控制中压排汽的压力。
对于上海汽轮机厂早期设计生产的300MW等级汽轮机，其中低压连通管有两种典型的结构，蝴蝶型的双管结构和直角弯单管结构，如图1和图2所示。
图1 双管结构中低压连通管
图2 单管结构中低压连通管
对于上述两种结构的中低压连通管，其改造方案是一致的。改造过后的中低压连通管利用最新的的设计技术和制造工艺，安装有压力自平衡式波纹补偿器，采用一次成型的热压弯管来减少流动压损，在中压排汽的竖直立管上安装有抽汽三通，用于引出中压排汽，其结构示意图如图3所示。在抽汽三通的上方，安装有大口径的蝶阀用于调整抽汽压力。
图3改造后的中低压连通管结构示意图
该型式的中低压连通管采用了热压弯头，且采用单根结构，避免了蒸汽多次90°折转带来的流动压损，经济性好；新型式的中低压连通管内部不再设计有导叶栅，没有长时间运行后由于蒸汽冲刷导致导叶栅脱落的风险，安全性好；采用了压力自平衡式的补偿器，能够更好地适应抽汽时蝶阀后紊乱的流场，稳定性好；结构简单可靠，运行检修方便快捷；大口径阀门设计制造技术和大口径的热压弯管技术已经非常成熟且广泛地被市场采用，可靠性有保证。
供热抽汽改造的供热系统布置主要包括热网管道的走向、补水和回水设计、供热首站的设计等，其中大部分属于设计院的工作范畴。对于主机厂而言，主要是安全阀、快关阀、逆止阀和调节阀等保护阀门的配置，如图4所示。
图4抽汽阀门系统示意图
安全阀主要用于防止连通管上的蝶阀故障关闭导致中排压力异常升高，威胁中压末级叶片的安全；逆止阀主要用于防止蒸汽倒流引起汽机超速；快关阀能够实现快速关闭功能，与逆止阀作用类似，但是动作比逆止阀快；热网管道上的调节阀与连通管上的压力调节阀共同调节抽汽流量和压力，即“双阀调节”。死点的设置，主要是为了吸收热网管道的力和位移，防止热网管道产生的巨大推力影响汽机安全稳定运行。
上述提及的阀门，除了连通管压力调节阀安装在中低压连通管上外，安全阀、逆止阀、快关阀和热网调节阀均安装在设计院的管道上，具体布置位置由设计院根据图4示意的顺序和现场实际情况布置。
供热改造是一个系统工程，包括汽轮机改造、辅机配置、厂内管网、厂外管网、供热首站等等工作，通常需要电力设计院、市政、主机厂家、业主共同参与。其中主机厂家主要负责主机部分的改造，即负责采暖抽汽气源的引出和重要保护阀门的供货。其余工作均由业主委托有资质的专业的设计院完成，当然也可以选择上海电气以EPC模式完成。
汽轮机厂的工作主要包括热平衡计算、通流强度校核、推力校核、中低压连通管改造和供货、配套保护阀门的选型和供货（仅供货）、配套DEH控制系统改造等，并负责协助业主完成供热机组鉴定等工作。
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