打造燃煤機組綜合升級改造示范工程

改造者：公冶令沛

打造燃煤機組綜合升級改造示范工程

改造者：公冶令沛

江蘇徐塘發電有限責任公司現有裝機容量120萬千瓦，為4臺30萬燃煤發電機組。一期2×300MW技改工程和二期2×300MW擴建工程，分別于2002年和2005年建成投產發電。2012年徐塘發電有限責任公司4、5號機組改造正式成為國家首批綜合升級改造示范項目，徐塘公司非常重視，迅速按照國家能源局要求于2012年10月先行開展4號機組綜合改造工作，改造工作于2012年12月30號結束，徐塘公司5號機組綜合升級改造工作于2013年5月20號改造結束。

改造機組基本情況介紹

江蘇徐塘發電有限責任公司4、5號汽輪機是上海汽輪機有限公司生產的西屋引進型亞臨界300MW中間再熱反動式雙缸雙排汽凝汽式汽輪機，型號為N300-16.7/538/538，分別于2002年2月、7月建成投產，出廠編號為H156-8-14和H156-8-15。經過近10年運行后機組經濟指標劣化比較嚴重，2011年5月由西安熱工院進行的熱力試驗結果表明：4號機300MW負荷下二類修正后的熱耗率為8339.2kJ/kWh，與設計值7945 kJ/kWh相比，修正后熱耗率偏高394.6kJ/kWh（扣除低旁泄漏的影響仍偏高296.2kJ/kWh，為8240.8 kJ/ kWh），5號機300MW負荷下試驗熱耗率為8374.9kJ/ kWh經修正后的熱耗率為8239.1kJ/kWh，與設計值相比，修正后熱耗率偏高294.5kJ/kWh。

4、5號汽輪機的經濟性能較差，一方面是由于受當時設計技術水平限制，另外機組已投運近十年，老化導致的設備效率偏低及安全隱患問題更加劇了電廠經濟運行指標的升高，使得機組煤耗等指標落后于國內同類機組的先進水平。為了實現節能減排，降低機組供電煤耗，機組改造勢在必行。

綜合升級改造項目應用的先進技術

1.汽輪機通流改造

采用Q156機型替代H156機型，調節級由原來的反流形式改為順流形式，壓力級采用超超臨界機組的通流技術，由13個壓力級組成，分8+5兩個級組，高壓內缸采用整體形式，高中壓外缸保持原來的不動。

改造前的高中壓轉子

改造后的高中壓轉子

中壓部分由5+5共10個壓力級組成，中壓#2靜葉持環的排汽末端利用有限的空間盡量伸長一部分，且做出相應的排汽型線，提升汽輪機中壓排汽端的效率，中壓內缸的中分面加密封鍵，保證各級抽汽參數滿足設計要求；高、中壓通流部分葉片采用3DV的彎扭葉片，根據通流部分各級速比采用變反動度的設計方法，使各級輪周效率、級效率最高；低壓內缸由原來的雙層結構改為單層內缸結構，低壓內缸中分面加密封鍵，同時改善中分面螺栓的密封性能，保留低壓轉子更換葉片為全三維彎扭馬刀葉型（除末三級外）。

2.汽封改造

高壓平衡活塞汽封、中壓平衡活塞汽封、高壓排汽側平衡活塞汽封和高中壓端部汽封及低壓端部汽封采用蜂窩和布萊登汽封以減少汽封漏汽，提高通流部分效率。

3.中低壓聯通管和高壓進汽插管改造

中低壓連通管改造采用壓力自平衡式不銹鋼波形膨脹節減少中壓缸排汽壓損，更好的吸收熱位移，并預留抽汽接口。對汽輪機高壓進汽插管彈性密封進行改造，解決漏汽問題。

4.凝汽器增容、不銹鋼管改造

凝汽器換熱管換不銹鋼管，管板換不銹鋼復合板，隔板更換，凝汽器維持原來的外寸不變，管束布置由輻射型管束布置改變為先進的管束排列形式，傳熱效率高，結構布置合理，汽流均勻進入管束，改造后凝汽器面積由16500m2增加至17600m2。在管束四周有足夠中間通道，部分蒸汽對凝結水進行回熱除氧，使凝結水出口含氧量小、過冷度低，凝汽器真空提高，提高機組效率。

5.冷卻塔治理，填料倒翻、配水管除垢、更換損壞配水部件

采用無中空陀螺濺水碟技術改造噴頭，淋水無中空，無傘裝水膜，水滴細小，其葉輪和水流對空氣可產生一個向上的推力，增加空氣流通能力；將冷卻塔填料從塔內翻出，清理淤泥，反向安裝并更換部分損壞的填料，可使冷卻塔出口循環水溫降低0.3℃。對于300MW機組而言，循環水溫降低1℃可使凝汽器背壓降低0.25kPa。

6.真空泵冷卻水系統改造

凝汽器換熱管換不銹鋼管，管板換不銹鋼復合板，隔板更換，凝汽器維持原來的外寸不變，管束布置由輻射型管束布置改變為先進的管束排列形式，傳熱效率高，結構布置合理，氣流均勻進入管束，改造后凝汽器面積由16500㎡增加至19200㎡。在管束四周有足夠中間通道，部分蒸汽對凝結水進行回熱除氧，降低凝結水出口含氧量、過冷度低，提高凝汽器真空。

項目實際投資

4、5號汽輪機本體改造（含拆除、安裝、運輸等）8849萬元，其他改造項目711萬元，合計9560萬元。

設備、材料明細見表1。

表1　4、5號汽輪機改造項目價格表

項目節能量和效益評價

項目節能量測算的依據和基礎數據

改造前4號、5號機組發電量、供電量取用2011年實際的運行數據，汽機熱耗取自《4號汽輪機性能診斷試驗報告》、《5號汽輪機性能診斷試驗報告》（西安熱工研究院2011年8月）。改造前2011年4號、5號機組2011年發電量分別為：181789萬kWh、191529萬kWh；供電量分別為：172088萬kWh、181438萬kWh；改造前THA工況熱耗分別為：8240.8 kJ/kWh、 8239.1 kJ/kWh。

改造后汽機熱耗根據廠家保證熱耗值取用，4、5號機組熱耗保證值為7898.4 kJ/kWh（THA工況）。

項目年節能量計算過程

4號機對汽輪機進行高中低壓通流改造后，廠家保證機組熱耗可以到達7898.4 kJ/kWh（THA工況），相比改造前熱耗8240.8 kJ/kWh（THA工況），下降342.4kJ/kWh，折合供電煤耗下降11.68g/kWh。

5號機對汽輪機進行高中低壓通流改造后，廠家保證機組熱耗可以到達7898.4 kJ/kWh（THA工況），相比改造前熱耗8239.1 kJ/kWh（THA工況），下降340.7 kJ/kWh，折合供電煤耗下降11.63g/kWh。

改造后年節煤量計算

4號機：172088萬kWh×11.68（g/kWh）= 20099.9 tce。

5號機：181438萬kWh×11.63（g/kWh）= 21101.2 tce。

合計該能量系統優化項目的節煤量為：41201.1 tce。

項目年節能量測算結果

根據上述計算，本次改造工程項目年節能量為節約標準煤41201.1 tce。

投資回收期

本項目是節能技改工程，項目節約了煤炭的消耗。煤炭消耗的節約，實際上是熱電廠燃料成本的降低，其產生的效益是生產成本的降低。因此本項目的直接效益即降低的生產成本。

按照標煤價800 元/t（不含稅）。按不含增值稅的價格計算直接效益，年減少燃料成本3300萬元，即年節能效益3300萬元。

按照實際投資9560萬元進行計算，投資回報期為 3.2年。投資回報率較高。

結束語

節能減排是關系到國家可持續發展的大計，對于江蘇徐塘發電有限責任公司來說，更是實現可持續發展的必由之路。江蘇徐塘發電有限責任公司干部職工深知“不節能無以增效，不減排難以生存”的道理，因此加大節能減排工作力度不遺余力，不斷推動節能減排工作向縱深方向發展，全面實現企業的持續健康發展。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.10.030