300MW汽輪機擴容改造及經濟效益分析

劉念明

摘 要：為更好對300MW汽輪機擴容改造與經濟效益進行分析，本文以某電廠#1、#2機組為例進行增容改造分析。實踐證明：改造后的機組能夠在320MW狀態(tài)下穩(wěn)定、平穩(wěn)的運行，效果顯著。

關鍵詞：300MW汽輪機；擴容改造；經濟效益

該廠#1、#2機組為引進機組，單軸、雙缸雙排汽中心再熱凝氣式輪機，兩臺機組額定功率為300MW。兩臺機組當投入生產后，系統運轉穩(wěn)定；但汽輪機組通流較低、機組熱消耗參數較大、軸封漏汽問題嚴重，上下缸溫度差異較大，無法滿足設計要求進而制約經濟效益的產生。為跟上現代生產技術腳步，也為了充分利用資源，響應國家節(jié)能減排的號召，引進技術進行革新改造，該廠進行了擴容改造。針對熱力系統進行進汽流道擴充，增加通流面積，防止氣流消耗等方法的改造，進而實現經濟效益的提升。

1 擴容改造方法

1.1 優(yōu)化熱力系統，科學運用工質效能

優(yōu)化熱力系統，對熱力管道與疏水裝置進行改造，取消沉余，實現有效科學連接，解決系統閥門泄漏問題。優(yōu)化配套機性能、完善冷端裝置；結合改造后裝置與系統，優(yōu)化機組在不同狀態(tài)下的順利運作。其中，汽輪機疏水改進分為：高壓進汽導管疏水優(yōu)化、取締通風管；調節(jié)疏水改造在高排逆止閥前高排通風管接口等。汽輪機與輔助系統優(yōu)化改進為：凝汽器抽空位置銅管變?yōu)閭鳠峁?；凝汽器補水融入優(yōu)化系統；擴大換熱面積、冷卻面積等。在進行熱力系統優(yōu)化后，盡可能的將機組熱力經濟效益符合要求參數，進而降低機組熱耗率。

1.2 改造高壓隔板汽封

高壓持環(huán)11級隔板33道汽封進行調整嵌入，改變汽封徑向縫隙。高壓持環(huán)11級隔板33道汽封通過嵌入形式，原有縫隙設計參數在0.75±0.05mm；將封齒取出，根據0.65±0.05mm縫隙重嵌。在安裝過程中結合縫隙量的數值展開調整。在生產過程中，通過人工取出與立車車削形式拿出鑲條，但要注意原有槽道大小保持不變。

1.3 流通縫隙調整

想要提升汽輪機效率，首先需要進行通流汽封拆卸檢測與縫隙檢查。當汽封泄漏情況嚴重時，將降低該級葉柵蒸汽效果，同時對下一級接口氣流造成影響，導致成級效果不盡人意。該廠改造內，著重進行了高壓缸1--11級葉頂汽封、中低缸汽封與軸封的調整，以此提升氣缸效率。

1.4 更換調節(jié)級噴嘴組

原來的#1、#2機組調節(jié)級噴嘴，存在著兩個特別突出的問題，一個問題是調節(jié)級效能太低，原來設計70%左右，而實際只能達到50%左右，很大程度地影響了機組整體功能的下降。另一個問題是原噴嘴出汽邊比較薄，材質性能也不是很好，所以受氣流激振后容易損傷。所以更換新型噴嘴，并且適當地增加噴嘴通流面積，提高機組的安全可靠性。

2 改造基礎性能檢測

2.1 機組處理性能檢測

為更好檢測改造后機組性能，模仿夏季高背壓，凝汽器真空閥。凝汽器壓力為：11.5kPa、11.2kPa，對不同機組進行檢測得出以下結論。

#1汽輪機檢測過程中，凝汽器壓力11.5kPa，功率在322.5MW；調整蒸汽值，凝汽器壓力調整為11.8kPa數值后，功率在320.1MW。#2汽輪機檢測過程中，凝汽器壓力在11.2kPa，功率在323.7MW；把蒸汽數值，凝汽器壓力調整到11.8kPa，其功率在336.4MW。

2.2 改造后機組處理經濟性分析

得出過濾效率為92%，管道效率在99%，得出發(fā)電煤耗率。將檢測值調整至11.8kPa的同等設計值下，在相同標準狀態(tài)下進行對比。

#1、#2機組改造前后進行分析比較，汽輪機組在5VWO狀況下，同等主蒸汽流量與數值下，#1機組功率提高為12.4MW，相比改造前提高了4.1%。優(yōu)化后發(fā)電煤耗在305.7g/（kWh），減少了13.2g/（kWh），相比減少了4.1%。#2機組功率提高15.9MW，提高了5.1%。改造后發(fā)電煤耗在3.04.4g/（kWh），比優(yōu)化前減少了11.2g/（kWh），減少了3.5%。通過使用新型噴嘴組后，#1汽輪機提升了19.2%，#2汽輪機提升了24.7%。由此不難看出經濟性優(yōu)勢。

3 改造后經濟效益分析

該廠在機組改造后能夠在320MW狀態(tài)下平穩(wěn)運行，機組性能有了大幅度提升。其安全性、經濟效果上明顯。第一，安全性分析。經過熱力系統改造，機組穩(wěn)定性有了大幅度提升。疏水量逐漸降低，擴容器與凝汽器的沖刷得到了緩解，有效防止了開裂、集管吹損問題發(fā)生。另一方面，在改變各壓缸夾層氣流流向后，解決了汽輪機高溫與高壓靜止影響冷卻，防止變形。第二，經濟效益分析。#1、#2機組擴容優(yōu)化后，提升了機組銘牌處理在320MW，如果一臺機組根據一年4800小時計算，發(fā)電量在16億kWh，煤價位500計算，兩臺機組一年節(jié)約使用24000t，節(jié)省費用為1200萬元。如果機組能夠提升至40MW，一年增加1.9億kWh，則能夠創(chuàng)造經濟效益在1000萬元。此外，在改造后，鍋爐蒸發(fā)量也得到優(yōu)化，延長了使用年限，節(jié)省了資金投入與成本。

4 結語

通過對汽輪機改造后，提高機組的安全性與經濟性的前提下，各項標準值全部在要求范圍中，并且還有一定的富余量，效果顯著，達到了預期的效果。同時也排查了機組運行中的各種隱患，促進了企業(yè)經濟效益與社會效益的雙豐收。

參考文獻

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（作者單位：河北大唐國際唐山熱電有限責任公司）