林翔++胡喬良

摘 要：針對(duì)火電廠(chǎng)凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組冷源損失巨大的弊端，介紹了純凝汽輪機(jī)高背壓供熱改造的方法。以某135MW機(jī)組為例，進(jìn)行了高背壓雙轉(zhuǎn)子供熱改造前、后性能測(cè)試試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，改造后機(jī)組在提供最大供熱量時(shí)，相較于未改造時(shí)，煤耗由289.8g/kW·h下降至154.6g/kW·h，節(jié)能效果明顯，同時(shí)，對(duì)于同樣的供熱量，改造后的機(jī)組對(duì)于未改造機(jī)組在經(jīng)濟(jì)性上也具有明顯優(yōu)勢(shì)。結(jié)果表明機(jī)組的高背壓改造是具有巨大節(jié)能潛力的項(xiàng)目，此機(jī)組的試驗(yàn)結(jié)果可以作為同類(lèi)型機(jī)組改造的參考指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高背壓改造；雙轉(zhuǎn)子；節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0180-01

在常規(guī)凝汽式火力發(fā)電廠(chǎng)中，汽輪機(jī)排汽在凝汽器中被冷卻水或空氣冷卻而凝結(jié)成水，熱量被散發(fā)到大氣中，產(chǎn)生的冷源損失為火力發(fā)電熱力循環(huán)損失中最大的一項(xiàng)損失，約占總損失的50%。高背壓循環(huán)水供熱就是利用這部分損失來(lái)加熱城市熱網(wǎng)循環(huán)水。減少供熱蒸汽、提高汽輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

1 汽輪機(jī)高背壓改造簡(jiǎn)述

本文介紹的雙轉(zhuǎn)子更換改造法是在供暖期，更換低壓缸轉(zhuǎn)子為適應(yīng)在高背壓條件下運(yùn)行的改造后轉(zhuǎn)子，機(jī)組高背壓運(yùn)行并供熱，當(dāng)供暖期結(jié)束，換回常規(guī)低壓缸轉(zhuǎn)子和動(dòng)靜葉片，機(jī)組按原設(shè)計(jì)工況圖運(yùn)行。

改造機(jī)組為上海汽輪機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的C135-13.24/0.35/535/535型超高壓、中間再熱反動(dòng)式、雙缸、雙排汽、單軸抽汽凝汽式汽輪機(jī)。在即將進(jìn)入供暖期時(shí)，對(duì)低壓缸進(jìn)行高背壓供熱改造，將原2×6級(jí)的低壓轉(zhuǎn)子換為2×4級(jí)的低壓轉(zhuǎn)子，增加導(dǎo)流板將排汽導(dǎo)入凝汽器。低真空供熱改造后，排汽壓力、溫度均相應(yīng)升高，凝汽器殼體及不銹鋼管膨脹量均有較大變化，并且管束內(nèi)部循環(huán)水壓力、溫度都有較大提高，對(duì)凝汽器管板進(jìn)行了加固改造。改造前后供熱工況相關(guān)設(shè)備技術(shù)規(guī)范見(jiàn)表1。

2 高背壓改造后機(jī)組的試驗(yàn)、結(jié)果及分析

2.1 試驗(yàn)方法

對(duì)改造前、后的汽輪機(jī)分別進(jìn)行了不同運(yùn)行工況的性能試驗(yàn)。在試驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)機(jī)組熱力系統(tǒng)進(jìn)行了隔離，各參數(shù)調(diào)整至穩(wěn)定后開(kāi)始試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

針對(duì)4種汽輪發(fā)電機(jī)組的供熱工況，進(jìn)行相關(guān)熱力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2，結(jié)合表2對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2.2.1 改造前后機(jī)組供熱性能對(duì)比

得到改造前、后機(jī)組性能參數(shù)對(duì)比，見(jiàn)表3。

對(duì)比改造前、后相近負(fù)荷的工況，不難得到，機(jī)組改造前，達(dá)到額定采暖抽汽量所需要負(fù)荷為112.5MW，此時(shí)，對(duì)外供熱量為104.5MW。進(jìn)行高背壓改造后，當(dāng)負(fù)荷為100.1MW時(shí)，可以對(duì)外供熱的量為217.8MW，比改造前增加了108.0MW，此時(shí)，機(jī)組負(fù)荷較未改造前降低12.4MW；發(fā)電煤耗為137.6g/kW·h，比改造前降低了120.3g/kW·h；供電煤耗為154.6g/kW·h，比改造前降低了135.2g/kW·h。節(jié)能效果明顯。

2.2.2 相同供熱量下機(jī)組改造前、后的供電能力的對(duì)比

選取汽輪機(jī)改造前后供熱量近似的工況，比較其供電能力，結(jié)果見(jiàn)表4。

可以看到，對(duì)于同一供熱量區(qū)間，機(jī)組改造后的熱耗率較改造前下降明顯，為30.025%，發(fā)電量較改造前減少了15.2MW，供電煤耗較改造前也有明顯降低。

在機(jī)組供暖期，此種改造后運(yùn)行方式帶來(lái)的收益是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于改造前的；而在供暖期之外，將轉(zhuǎn)子和葉片恢復(fù)為純凝式低壓缸轉(zhuǎn)子及葉片以保證機(jī)組運(yùn)行的安全性以及汽輪機(jī)出力。綜合考量各方面因素，供熱機(jī)組汽輪機(jī)的高背壓改造引發(fā)的各參數(shù)改變，從電廠(chǎng)角度分析，對(duì)于生產(chǎn)和節(jié)能是具有積極意義的。

3 結(jié)論及展望

某機(jī)組進(jìn)行高背壓改造后供熱期節(jié)能效果明顯，供電煤耗為154.6g/kW·h，比改造前降低了46.65%，降低數(shù)值為135.2g/kW·h。

雖然在同等供熱量下，機(jī)組發(fā)電量有所下降，但考慮到供熱機(jī)組的高背壓雙轉(zhuǎn)子改造能夠大幅度降低供熱成本、提升機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，節(jié)能潛力巨大，同時(shí)聯(lián)系我國(guó)目前火電機(jī)組裝機(jī)量日漸上升，相應(yīng)地年運(yùn)行小時(shí)數(shù)逐年下降的大趨勢(shì)，無(wú)論是從運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性角度還是從節(jié)能環(huán)保角度，都可以?xún)?yōu)先將汽輪機(jī)高背壓改造供熱項(xiàng)目作為熱電廠(chǎng)機(jī)組節(jié)能改造項(xiàng)目推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]沈士一，康松.汽輪機(jī)原理[M].北京：水利電力出版社，1995.

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