采用旋轉隔板供汽機組經濟性優化研究

摘? 要：該公司配置2臺300 MW汽輪機組，采用節流旋轉隔板對外供工業蒸汽。近年來機組運行負荷率、供汽量均大幅度降低，加上煤炭價格高位運行，公司處于虧損邊緣。該文對低負荷供汽工況節流損失對經濟性的影響機理進行了分析，指出了當前供汽方式的不足，提出了采用冷再抽汽減壓供汽方案，并對2種供汽方式對經濟性的影響進行了定量計算，實施后能夠提高機組經濟性。

關鍵詞：旋轉隔板;節流;做功能力;經濟性

中圖分類號：TK12? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

工業抽汽機組主要有以下3種供汽方式：采用主蒸汽（冷再、熱再）減溫減壓法;采用節流中壓缸旋轉隔板或低壓缸進汽調節門憋壓法，其中前者為機內節流調節，后者為機外節流調節;采用高壓蒸汽通過壓力匹配器引射低壓蒸汽混合法。3種供汽方式均會產生蒸汽的節流損失，因此供汽方式的選擇，必須結合機組運行負荷率、供汽能力、汽輪機特性等邊界條件進行綜合計算分析后確定。

該文針對某公司5、6號機組供汽經濟性差問題進行了分析研究，得出主要原因為低負荷節流旋轉隔板供汽造成汽輪機內效率降低。對節流影響經濟性的機理進行了分析，提出了冷再蒸汽減壓對外供汽方案，實施后能夠大幅度提高機組經濟性。

1 現狀分析

某公司5、6號機為東方汽輪機廠制造的330 MW供汽機組，設計供汽流量200 t/h，主要為某鋁業公司供汽，單臺機組能夠滿足供汽要求。工業抽汽設置在汽輪機中壓第6級后，即中壓第7級隔板為可調整旋轉隔板，通過油動機帶動旋轉隔板轉動環，改變轉動環窗口的相對位置，調整供熱抽汽壓力和流量滿足工業抽汽的要求。

2016年以前，供汽流量較高，維持在150 t/h以上，5、6號機負荷率在80%以上，機組運行經濟性較好。2017年，由于鋁業公司自備供汽機組的投運，該公司對外供汽量大幅度降低。查閱2018年度指標臺賬，5、6號機平均負荷約為250 MW，對外供汽流量約為22 t/h。低負荷供汽需要大幅度節流旋轉隔板，高排壓力、溫度以及四抽壓力、溫度均大幅度上升，機組高、中壓缸效率均降低，經濟性降低。

2 蒸汽節流影響經濟性的原理及原因

2.1 蒸汽節流影響經濟性的原理

蒸汽節流為等焓熵增過程，節流后蒸汽壓力和溫度均降低，如圖1所示。p1為節流前蒸汽壓力，t1為節流前蒸汽溫度，p1'為節流后蒸汽壓力，t1'為節流后蒸汽溫度，△Ht為未節流理想比焓降，△Ht'為節流后理想比焓降，因節流造成的理想比焓降損失δhmac=△Ht-△Ht'，蒸汽的理想比焓降和實際比焓降降低，導致做功能力下降，計算缸效率降低，從而影響機組的經濟性。

2.2 導致蒸汽節流的原因

查閱歷史運行數據，5、6號機組只有在300 MW以上負荷時，旋轉隔板不需要節流，四抽壓力能滿足供汽壓力要求。這主要是早期的工業抽汽端口設計以機組滿負荷為基準，而實際運行多在75%負荷而導致的結果，從而引起現有機組供熱時的經濟收益不明顯甚至虧損。

3 優化改造方案

查閱5、6號機歷史數據，在160 MW及以上負荷，冷再壓力、溫度能夠滿足供汽要求，只需要降低冷再供汽壓力。在機組大小修時，5、6號機各增加一路冷再抽汽減壓后對外供汽，原旋轉隔板供汽保留。改造后在滿足鍋爐再熱器不超溫的前提下，單臺機組冷再抽汽量為40 t/h。

正常運行中，當供汽流量<80 t/h時，由2臺機組冷再減壓后對外供汽;當供汽流量>80 t/h，投入一臺機組旋轉隔板對外供汽。

4 優化改造前、后經濟性比較

按照2018年度工業抽汽供熱量、負荷率計算，采用冷再抽汽減壓供汽比旋轉隔板供汽年收益多2 573萬元，詳細數據見表1。

5 結論

該文通過對某公司5、6號機工業供汽經濟性進行研究，得出如下結論：

（1）工業供汽機組的經濟性分析，應綜合考慮機組負荷率、供汽量、汽輪機特性等邊界條件進行。

（2）采用旋轉隔板供汽方式對汽輪機內效率影響較大，當機組負荷率、供汽流量明顯降低時，應改造為冷再抽汽。

參考文獻

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