汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)

撰稿：國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院 郭江龍

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年1－8月全國火電設(shè)備平均利用小時(shí)3 175h，同比下降138h，降幅比1－7月擴(kuò)大83h，機(jī)組負(fù)荷率持續(xù)下降。而根據(jù)汽輪機(jī)廠家提供的熱力特性書，機(jī)組在50%～75%負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，其熱耗率相對(duì)設(shè)計(jì)值一般增加2%～7%左右，如何提高機(jī)組低負(fù)荷下熱力性能，是機(jī)組技改提效的重要研究方向之一。

問題提出：受設(shè)計(jì)、制造和安裝工藝水平限制，現(xiàn)役部分汽輪機(jī)組為達(dá)到標(biāo)稱的最大出力，通流面積普遍設(shè)計(jì)過大。以300 MW 機(jī)組調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴設(shè)計(jì)面積為例，在最大出力一致的情況下，引進(jìn)原西屋技術(shù)制造的機(jī)組名義面積為186cm2，比現(xiàn)役其他機(jī)組面積相對(duì)小30%左右，其低負(fù)荷性能優(yōu)勢(shì)明顯。另外部分300 MW 機(jī)組通流改造后，當(dāng)額定工況熱耗率達(dá)標(biāo)情況下，機(jī)組最大出力一般會(huì)較設(shè)計(jì)值額外增加5%左右，也間接證明了部分機(jī)組通流面積過大。而汽輪機(jī)出力能力裕量和機(jī)組熱力性能二者相左，出力能力裕量越大，低負(fù)荷下機(jī)組熱力性能越差，直接影響機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率。

推薦方法：推薦以下3 種改造方案，方案1：對(duì)首級(jí)靜葉柵汽道實(shí)施分散或集中部分封堵，以減少首級(jí)靜葉面積；方案2：通過熱控或就地關(guān)閉最后1個(gè)開啟的調(diào)節(jié)汽門油路，運(yùn)行中調(diào)節(jié)汽門不再開啟；方案3：更換首級(jí)靜葉以適當(dāng)降低葉柵高度或?qū)θ~柵轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)慕嵌?。其中方?和方案2的共同點(diǎn)是容易實(shí)施，但減少了首級(jí)的進(jìn)汽度，首級(jí)和高壓缸壓力級(jí)效率下降。方案3改造工程量較大，但改造后節(jié)流損失較小，收益較大。另外方案2僅適用于采用噴嘴調(diào)節(jié)方式的汽輪機(jī)，只要汽輪機(jī)順序閥運(yùn)行時(shí)，各種工況下兩側(cè)主蒸汽管不出現(xiàn)單側(cè)進(jìn)汽，機(jī)組不出現(xiàn)振動(dòng)即可。

應(yīng)用實(shí)例：以某電廠日立技術(shù)制造的亞臨界300MW 汽輪機(jī)組為例，鍋爐設(shè)計(jì)最大流量為1 025 t／h，改造后將原設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴名義面積245.3 cm2減少25%。試驗(yàn)測(cè)試表明改造前后240 MW負(fù)荷下發(fā)電煤耗降低6.4g／kWh，且機(jī)組240 MW工況與300 MW 工況相比，熱耗率僅升高125.6kJ／kWh，低負(fù)荷熱力性能得到明顯改善。

建議：汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)技改，對(duì)提高機(jī)組低負(fù)荷熱力性能作用明顯。但需要注意的是，改造并不是單純的減少通流面積，還需要采用其他輔助手段，如在主蒸汽門至高壓缸某壓力級(jí)處設(shè)計(jì)一定裕量的補(bǔ)汽閥，避免影響機(jī)組帶負(fù)荷能力。另外改造后，需要對(duì)原設(shè)計(jì)的滑壓運(yùn)行曲線進(jìn)行試驗(yàn)修正，以充分發(fā)揮改造的節(jié)能效果。