300MW汽輪機組檢修后技術(shù)改造及節(jié)能分析

劉立元

（華能嘉祥發(fā)電有限公司 山東濟寧 272400）

300MW汽輪機組檢修后技術(shù)改造及節(jié)能分析

劉立元

（華能嘉祥發(fā)電有限公司 山東濟寧 272400）

本次主要介紹了300MW機組汽輪機的重要技術(shù)參數(shù)，詳細(xì)分析了軸封系統(tǒng)在實際運行中出現(xiàn)的問題以及對經(jīng)濟的影響，并對改造前后汽輪機運行和節(jié)能狀況進行詳細(xì)介紹，可以保證大修機組的安全運行，具有很大的參考意義。

300MW；汽輪機；技術(shù)改造；檢修

熱力試驗已經(jīng)成為提高發(fā)電機經(jīng)濟性能的主要方式，可以保證機組的穩(wěn)定運行。通常情況下，機組經(jīng)過長期運行后，設(shè)備與工況會發(fā)生較大變化，影響了汽封密閉效果，如汽輪機回?zé)嵬髅芊庑Ч^差，會導(dǎo)致電廠實際運行發(fā)生較大變化，增加機組能耗。為了了解檢修前后汽輪機的變化，本次檢修前對汽輪機附屬參數(shù)、設(shè)備等均進行了詳細(xì)診斷，分析了經(jīng)濟性能，提高了設(shè)備運行效益，保證了機組的安全運行。

1 汽輪機軸封系統(tǒng)簡介

汽輪機汽封可以防止蒸汽高、中低缸軸泄漏，同時避免了軸承箱中潤滑油進水，還可以防止空氣漏入低壓氣缸破壞機組真空。汽輪機高中壓軸封與隔板汽封均采用低齒汽封，隔板汽封使用斜平齒銅汽封。軸封系統(tǒng)主要由軸端汽封供氣與漏氣管路等組成。三閥是軸封供汽使用的主要系統(tǒng)，采用供汽壓力對高壓供汽調(diào)節(jié)閥、溢流調(diào)節(jié)閥等實施控制，保證汽輪機可以在任何情況下均保持母管中設(shè)定的蒸汽壓力。輔助汽源供氣站采用兩種方式氣源供汽，機組啟動或處于低負(fù)荷運行時，可以由輔助氣源站調(diào)節(jié)閥自動進入到密封系統(tǒng)中進行工作。此外，為了滿足低壓缸軸封供汽溫度要求，可以給低壓軸封設(shè)置噴水減溫度汽，根據(jù)調(diào)節(jié)控制噴水量，保證溫度減少后依然可以滿足蒸汽低壓軸封供汽要求。

2 機組實際情況分析

#1汽輪機是上海汽輪機有限公司引進美國西屋公司技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)的N330-16.7/538/538型單軸、雙缸、雙排汽、中間一次再熱、凝汽式汽輪機。汽輪機的高壓噴嘴采用的是上海汽輪機廠生產(chǎn)的H156.04.01-1型噴嘴組，缸內(nèi)汽封除高壓缸采用鑲齒汽封外剩余汽封全部采用的梳齒活汽封。根據(jù)西安熱工院汽輪機性能診斷測試情況看，當(dāng)前#1汽輪機噴嘴組效率比設(shè)計值低9.6%。5VWO工況平均值，高壓缸效率為82.63%，比設(shè)計值84.61%低1.98個百分點；中壓缸效率為89.44%，比設(shè)計值92.03%低2.59個百分點。汽輪機熱耗率為8150kJ/（kW·h）比設(shè)計值7892kJ/（kW·h）高出213kJ/（kW·h）。根據(jù)集團公司節(jié)能導(dǎo)則要求，國產(chǎn)300MW等級亞臨界濕冷機組，配置汽動給水泵，在THA工況下汽輪機熱耗率高于8100kJ/kWh就要進行通流改造的要求，結(jié)合當(dāng)前汽輪機噴嘴及汽封改造成功經(jīng)驗。計劃利用2012年#1機C修汽輪機揭缸的機會進行#1機噴嘴及汽封改造。

3 數(shù)據(jù)處理

3.1 試驗數(shù)據(jù)處理方法

選取數(shù)據(jù)時，可以利用系統(tǒng)工況相對穩(wěn)定時連續(xù)試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)供需計算方式進行處理，主要進行計算平均值、水柱、水汽壓力、儀表和零位等矯正處理。數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)也可以按照試驗記錄方法進行計算。計算時對同一數(shù)據(jù)進行多次測量，取其平均值。工人記錄方式主要對容器水位變化、尺寸、時間、介質(zhì)密度等作為當(dāng)量流量計算，完成除氧器水箱、凝汽器熱及汽包水位等當(dāng)量流量換算。

3.2 計算熱力性能并修正數(shù)據(jù)

試驗熱力性能更可以采用ASMEPTC6A-2004中的方法進行運算。汽輪機蒸汽流量可以按照主凝結(jié)水水量為標(biāo)準(zhǔn)進行計算，然后得到汽輪機主蒸汽流量。可以將其表示為：其中，C表示流出系數(shù)，可以根據(jù)效驗報道得出△h數(shù)值，ρ表示介質(zhì)密度，β表示管道資金和噴嘴直徑比例，可以將其表示為：β＝d/D

計算鍋爐給水流量時，可以根據(jù)流量平衡和熱量平衡獲得。此外，如果不出現(xiàn)主蒸汽流量和不明泄露量，都可以根據(jù)系統(tǒng)流量平衡，得到系統(tǒng)熱段蒸汽流量。

3.3 進行修正計算

第一種修正運算是將試驗人力系統(tǒng)修正到設(shè)計條件下，實現(xiàn)項目狀況修正；抽氣管壓損是設(shè)計值；各個加熱器端差表示設(shè)計值；凝結(jié)水泵與水泵焓升都可以表示設(shè)計值；過熱減溫水和熱減溫水都為零；凝結(jié)水冷度為設(shè)計值。

第二種修正按照制造廠提供的修正曲線進行。修正的參數(shù)主要包括溫度、主要蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、低壓缸排汽壓力和熱損耗率參數(shù)等修正。

4 試驗方法和步驟

汽輪機在全會熱狀況下運行，主要是利用順序閥控制和煤質(zhì)差鍋爐滑壓等方式運行，試驗選擇290MW、183MW與242MW等符合試驗試驗，而且試驗穩(wěn)定時間控制在1h之內(nèi)，之后再進行試驗，節(jié)能診斷時間均控制在1h內(nèi)，試驗各項符合穩(wěn)定，由于煤質(zhì)量不好，鍋爐系統(tǒng)不穩(wěn)定，所以符合發(fā)生的波動較大，主蒸汽壓力使用滑壓運行。試驗均在全會熱狀況下完成。實驗中統(tǒng)一按照單位制于心，各級高低壓加熱器均投入運行，軸封冷卻器疏水回流到凝汽器，高加疏水逐級六道除氧器。施工人員嚴(yán)格按照《高中壓缸、低壓缸檢修作業(yè)指導(dǎo)書》的要求進行工作。

試驗進行中必須隔離閥門清單，任何產(chǎn)生熱力循環(huán)的系統(tǒng)都要隔離。可以根據(jù)熱力試驗性能完成系統(tǒng)隔離清單系統(tǒng)隔離。將凝汽器與除氧器加水到較高位置，保證試驗正常進展。調(diào)整鍋爐燃燒，保證試驗期間機組負(fù)荷及燃燒穩(wěn)定。調(diào)整相關(guān)參數(shù)，保證參數(shù)穩(wěn)定，停止排污和吹灰，及時關(guān)閉化學(xué)取樣總門。

5 分析熱耗試驗結(jié)果

本次主要以300MW負(fù)荷為例，結(jié)合實際工礦及修正結(jié)果分析了242MW和183MW等的負(fù)荷狀況。

5.1 試驗工礦與經(jīng)濟性能分析

①回?zé)嵯到y(tǒng)。高加溫升較理想，保證了給水度可以達(dá)到設(shè)計值。高壓加熱器上下端口溫差均能維持在正常范圍內(nèi)，隨著負(fù)荷的降低，高壓加熱器上端差差生了負(fù)端差，所以高壓加熱器過熱蒸汽冷卻工作性能較好。低加系統(tǒng)的實際運行情況主要表現(xiàn)為，完成此次洗禮后，及時解決了上端與下端差設(shè)計值問題，特別是低加系統(tǒng)換熱性能較好，主要原因是對疏水系統(tǒng)進行了改造，將疏水系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成DCS模擬控制系統(tǒng)，取消低加熱疏水前后截止門，精確的控制了水位。本次以低加系統(tǒng)為例詳細(xì)分析了改造前后對發(fā)電煤耗的影響。具體如表1所示。②冷端系統(tǒng)。汽輪機低壓缸排汽得到了顯著降低，及時對凝汽固定端的銅管進行了沖洗，實現(xiàn)了高區(qū)域噴嘴合理布置，完成了清洗系統(tǒng)移位改造，提高了工作效率。③機組泄露量得到明顯降低。修理前機組泄露量、不明泄露等均有所下降，降低了機組補水率。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，300MW符合經(jīng)過修理后，泄露量得到了控制，占據(jù)主蒸汽流量的0.32%。

5.2 系統(tǒng)修正前后經(jīng)濟性能分析

機組改造前（試驗報告）：熱耗率8263.9kJ/kWh，供電煤耗324.421g/ kWh，廠用電率4.47%，管道效率99%。機組改造后（試驗報告）：熱耗率8038.9kJ/kWh，供電煤耗315.588g/kWh，廠用電率4.47%，管道效率99%，鍋爐效率91.9%。節(jié)能量=5500×額定發(fā)電能力×（1-廠用電率）×（改造前生產(chǎn)供電煤耗-改造后生產(chǎn)供電煤耗）/1000=5500×330×（1-4.47%）×（324.421-315.588）/1000=15315t/年。改造實施后，按機組年利用小時5500h，年節(jié)約標(biāo)煤15315t。按照2014年耗用標(biāo)煤單價603.66元/t計算，年節(jié)約發(fā)電成本15315×603.66=925萬元。

表1 低壓加熱器端茶計算分析

6 結(jié)束語

對此次的大修節(jié)能進行診斷分析，對高、中、低壓缸和會熱與冷端系統(tǒng)均進行了試驗和研究，從大修結(jié)果來看，實施機組技術(shù)和設(shè)備改造后，在一定程度上降低了機組發(fā)電煤損耗。特別是完成高壓缸調(diào)節(jié)級噴最后，調(diào)節(jié)效率得到了顯著提升，減少了煤耗。從整體改造效果來看，改造前后機組效率得到了顯著提升，降低了整機效率，提高了改造后機組效率，熱損耗降低，效果較顯著。

[1]于德偉.淺析機組汽機熱力系統(tǒng)優(yōu)化改進應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè)，2015（1）：211.

[2]張全勝，徐卓.金橋熱電廠300MW機組汽輪機節(jié)能診斷及經(jīng)濟性分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013（21）：77～79.

[3]王乾，王培紅，蘇志剛.汽輪機及其熱力系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化[J].東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（S2）：276～280.

[4]李瓊，王松嶺.300MW汽輪機組檢修后技術(shù)改造及節(jié)能分析[J].電站系統(tǒng)工程，2010，26（5）：35～37.

TM621

A

1004-7344（2016）26-0087-02

2016-8-15

劉立元（1970-），男，工程師，本科。