摘要：通過(guò)對(duì)60MW汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)組抽汽回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化配置，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，降低設(shè)備事故率，提高汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率，進(jìn)一步提高汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水；高壓加熱器；抽汽；軸封供汽

鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)鋼鐵主導(dǎo)產(chǎn)品的同時(shí)，也附帶產(chǎn)生大量的二次能源，如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、廢熱等，充分合理利用這些二次能源，是鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗、降本增效的重要途徑之一。我公司在4000m3級(jí)高爐區(qū)域設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)240t/h高溫高壓煤氣鍋爐、一臺(tái)60MW汽輪發(fā)電機(jī)組、一臺(tái)汽輪鼓風(fēng)機(jī)組，形成發(fā)電、高爐供風(fēng)聯(lián)合生產(chǎn)的熱電鼓風(fēng)站。

由于熱電鼓風(fēng)站本身的復(fù)雜約束條件，對(duì)熱電回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)配置帶來(lái)了相當(dāng)?shù)碾y度，現(xiàn)有的熱電鼓風(fēng)站很多是基于追求熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)自身經(jīng)濟(jì)性成本最低的優(yōu)化設(shè)計(jì)，而對(duì)回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)優(yōu)化配置考慮較少。為簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，降低設(shè)備事故率，提高汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率，進(jìn)一步提高汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性，我們?cè)?0MW汽輪發(fā)電機(jī)組回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)配置方面進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，取得了良好的效果。

1回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)優(yōu)化配置創(chuàng)新點(diǎn)

1.1凝結(jié)水回?zé)釗Q熱系統(tǒng)

在凝結(jié)水回?zé)釗Q熱系統(tǒng)中，取消了事故率較高的高壓加熱器。凝結(jié)水通過(guò)凝結(jié)水泵加壓后經(jīng)一臺(tái)軸封加熱器、三臺(tái)低壓，溫度加熱至137℃，送至高壓旋膜除氧器，在除氧器中加熱到158℃后，經(jīng)過(guò)高壓給水泵進(jìn)入鍋爐。工藝簡(jiǎn)圖如下：

本凝結(jié)水回?zé)釗Q熱系統(tǒng)特點(diǎn)：進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽主要是兩部分，一部分蒸汽經(jīng)過(guò)基本的循環(huán)過(guò)程，從初始的焓值、初始的蒸汽壓力一直膨脹做功到終態(tài)的蒸汽焓值、終態(tài)的蒸汽壓力；另一部分蒸汽量從初始的焓值、初始的蒸汽壓力膨脹做功到各相應(yīng)的蒸汽壓力、焓值，然后分別抽到1#、2#、3#低壓去加熱凝結(jié)水。在發(fā)電功率相同的情況下，與朗肯循環(huán)相比：

（1）由于利用了在汽輪機(jī)中作過(guò)部分功的蒸汽加熱凝結(jié)水，使凝結(jié)水溫度從T1提高到T2，使吸熱過(guò)程平均溫度得到提高，故減少了在鍋爐中的吸熱量，而且抽汽不再向凝汽器中循環(huán)水放熱，使排汽對(duì)冷卻水的放熱量（冷源損失）大為減少，降低了凝汽器中的熱損失，所以回?zé)釗Q熱系統(tǒng)的熱效率比同參數(shù)的朗肯循環(huán)高。

（2）采用回?zé)嵫h(huán)后，由于抽汽使汽輪機(jī)后幾級(jí)的蒸汽流量減少，使排汽缸及末級(jí)扭轉(zhuǎn)動(dòng)葉片尺寸減少，有利于汽輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)，而且進(jìn)入凝汽器的乏汽量減少，使凝汽器換熱面積大大降低。

（3）采用回?zé)嵫h(huán)后，將使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量增加而乏汽量減少，從而提高了汽輪機(jī)高壓部分熱效率和降低了末級(jí)余速損失，使汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率在一定程度上得到了提高，大大提高了汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性。

1.2汽輪機(jī)回?zé)岢槠到y(tǒng)

汽輪發(fā)電機(jī)組在回?zé)岢槠苈肥状尾捎盟畨菏侥嬷够亻y，一旦主汽門(mén)關(guān)閉機(jī)組內(nèi)部形成真空，閥后管道與閥前形成壓差，抽汽逆止閥閥蝶在壓差的作用下關(guān)閉；為了加速抽汽逆止閥的關(guān)閉，在主汽門(mén)動(dòng)作后，與主汽門(mén)動(dòng)作聯(lián)鎖的電磁閥動(dòng)作從凝結(jié)水泵來(lái)的壓力水進(jìn)入抽汽閥操縱座活塞上部，活塞克服彈簧的作用帶動(dòng)閥桿，抽汽逆止閥裝于抽汽閥操縱座下部，操縱座閥桿向下移動(dòng)壓下逆止閥閥蝶從而加速抽汽逆止閥關(guān)閉。更有效的防止蒸汽倒流汽輪機(jī)內(nèi)，保證機(jī)組安全運(yùn)行。

1.3汽輪軸封供汽系統(tǒng)

汽輪機(jī)在汽封系統(tǒng)首次采用先進(jìn)的自密封系統(tǒng)，自密封系統(tǒng)由二個(gè)壓力自動(dòng)控制調(diào)節(jié)點(diǎn)、二個(gè)溫度自動(dòng)控制調(diào)節(jié)點(diǎn)、蒸汽母管及閥門(mén)、管道等組成。

（1）汽封壓力自動(dòng)控制調(diào)節(jié)點(diǎn)：汽封壓力控制點(diǎn)與前、后汽封的自密封接口用管子相連接。壓力的控制點(diǎn)由蒸汽溢流壓力控制閥和輔助汽源壓力控制調(diào)節(jié)閥組成。在低負(fù)荷或啟動(dòng)時(shí)，由輔助汽源進(jìn)入均壓箱向前、后汽封供汽。在高負(fù)荷時(shí)，由高壓汽封前三段漏汽，通過(guò)汽輪機(jī)抽汽管道給前、后汽封供汽，這時(shí)，壓力控制點(diǎn)的溢流式調(diào)節(jié)閥投入工作，保持自密封系統(tǒng)壓力。由於壓力調(diào)節(jié)閥的線性很好所以壓力很穩(wěn)定，系統(tǒng)正常壓力是0.103MPa?？捎行У胤乐蛊饴┢?，并符合防止汽輪機(jī)進(jìn)水而損壞汽輪機(jī)的要求，同時(shí)汽封系統(tǒng)的汽源能滿足機(jī)組冷熱態(tài)起動(dòng)和停機(jī)的需要。

（2）汽封蒸汽溫度自動(dòng)控制：汽封溫度調(diào)節(jié)點(diǎn)由高壓汽封溫度控制調(diào)節(jié)閥和低壓汽封溫度控制調(diào)節(jié)閥所組成，根據(jù)運(yùn)行工況能自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制前、后汽封的蒸汽溫度，以滿足不同工況下前后汽封所需的不同溫度，確保機(jī)組的安全運(yùn)行并能延長(zhǎng)機(jī)組的壽命。

（3）前、后汽封的最末段汽封，通過(guò)用漏汽管道與軸封加熱器相連。該系統(tǒng)主要由一臺(tái)軸封加熱器和兩臺(tái)軸加冷卻風(fēng)機(jī)組成，用于抽出最末段汽封腔室的蒸汽，以維持該腔室微負(fù)壓，防止蒸汽外泄和空氣漏入的現(xiàn)象。

（4）機(jī)組沖轉(zhuǎn)前，向汽封供汽的蒸汽溫度應(yīng)考慮汽輪機(jī)的狀態(tài)，是冷態(tài)、溫態(tài)還是熱態(tài)，以選擇與轉(zhuǎn)子溫度相匹配的蒸汽溫度。在機(jī)組沖轉(zhuǎn)、升負(fù)荷過(guò)程中分別切換不同的供汽汽源溫度，以滿足系統(tǒng)參數(shù)要求，所有這些都由DCS系統(tǒng)來(lái)控制。

2結(jié)論與展望

鋼鐵企業(yè)的熱力發(fā)電系統(tǒng)利用生產(chǎn)鋼鐵主導(dǎo)產(chǎn)品產(chǎn)生大量的二次能源（如：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等）產(chǎn)生電能。通過(guò)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)配置的優(yōu)化，可更好的利用能源，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的目標(biāo)。因此能源的研究和有效利用，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和人們生活都有著重大的意義，直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，故應(yīng)給予必要的重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]李笑樂(lè).工程熱力學(xué).北京：水利電力出版社，1997.

作者簡(jiǎn)介：劉偉（1974），男，本科，工程師，1996年畢業(yè)于鞍山冶金運(yùn)行學(xué)校，現(xiàn)從事熱力專業(yè)技術(shù)管理工作。