300MW汽輪機(jī)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(jì)寧 272400）

300MW汽輪機(jī)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(jì)寧 272400）

本次主要介紹了300MW機(jī)組汽輪機(jī)的重要技術(shù)參數(shù)，詳細(xì)分析了軸封系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題以及對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響，并對(duì)改造前后汽輪機(jī)運(yùn)行和節(jié)能狀況進(jìn)行詳細(xì)介紹，可以保證大修機(jī)組的安全運(yùn)行，具有很大的參考意義。

300MW；汽輪機(jī)；技術(shù)改造；檢修

熱力試驗(yàn)已經(jīng)成為提高發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的主要方式，可以保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。通常情況下，機(jī)組經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后，設(shè)備與工況會(huì)發(fā)生較大變化，影響了汽封密閉效果，如汽輪機(jī)回?zé)嵬髅芊庑Ч^差，會(huì)導(dǎo)致電廠實(shí)際運(yùn)行發(fā)生較大變化，增加機(jī)組能耗。為了了解檢修前后汽輪機(jī)的變化，本次檢修前對(duì)汽輪機(jī)附屬參數(shù)、設(shè)備等均進(jìn)行了詳細(xì)診斷，分析了經(jīng)濟(jì)性能，提高了設(shè)備運(yùn)行效益，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。

1 汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)簡(jiǎn)介

汽輪機(jī)汽封可以防止蒸汽高、中低缸軸泄漏，同時(shí)避免了軸承箱中潤(rùn)滑油進(jìn)水，還可以防止空氣漏入低壓氣缸破壞機(jī)組真空。汽輪機(jī)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(duì)高壓供汽調(diào)節(jié)閥、溢流調(diào)節(jié)閥等實(shí)施控制，保證汽輪機(jī)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(jī)組啟動(dòng)或處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可以由輔助氣源站調(diào)節(jié)閥自動(dòng)進(jìn)入到密封系統(tǒng)中進(jìn)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(jī)組實(shí)際情況分析

#1汽輪機(jī)是上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)美國西屋公司技術(shù)設(shè)計(jì)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(jī)。汽輪機(jī)的高壓噴嘴采用的是上海汽輪機(jī)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(jī)性能診斷測(cè)試情況看，當(dāng)前#1汽輪機(jī)噴嘴組效率比設(shè)計(jì)值低9.6%。5VWO工況平均值，高壓缸效率為82.63%，比設(shè)計(jì)值84.61%低1.98個(gè)百分點(diǎn)；中壓缸效率為89.44%，比設(shè)計(jì)值92.03%低2.59個(gè)百分點(diǎn)。汽輪機(jī)熱耗率為8150kJ/（kW·h）比設(shè)計(jì)值7892kJ/（kW·h）高出213kJ/（kW·h）。根據(jù)集團(tuán)公司節(jié)能導(dǎo)則要求，國產(chǎn)300MW等級(jí)亞臨界濕冷機(jī)組，配置汽動(dòng)給水泵，在THA工況下汽輪機(jī)熱耗率高于8100kJ/kWh就要進(jìn)行通流改造的要求，結(jié)合當(dāng)前汽輪機(jī)噴嘴及汽封改造成功經(jīng)驗(yàn)。計(jì)劃利用2012年#1機(jī)C修汽輪機(jī)揭缸的機(jī)會(huì)進(jìn)行#1機(jī)噴嘴及汽封改造。

3 數(shù)據(jù)處理

3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法

選取數(shù)據(jù)時(shí)，可以利用系統(tǒng)工況相對(duì)穩(wěn)定時(shí)連續(xù)試驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)供需計(jì)算方式進(jìn)行處理，主要進(jìn)行計(jì)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(yàn)記錄方法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值。工人記錄方式主要對(duì)容器水位變化、尺寸、時(shí)間、介質(zhì)密度等作為當(dāng)量流量計(jì)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(jì)算熱力性能并修正數(shù)據(jù)

試驗(yàn)熱力性能更可以采用ASMEPTC6A-2004中的方法進(jìn)行運(yùn)算。汽輪機(jī)蒸汽流量可以按照主凝結(jié)水水量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，然后得到汽輪機(jī)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(yàn)報(bào)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(jì)算鍋爐給水流量時(shí)，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(jìn)行修正計(jì)算

第一種修正運(yùn)算是將試驗(yàn)人力系統(tǒng)修正到設(shè)計(jì)條件下，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目狀況修正；抽氣管壓損是設(shè)計(jì)值；各個(gè)加熱器端差表示設(shè)計(jì)值；凝結(jié)水泵與水泵焓升都可以表示設(shè)計(jì)值；過熱減溫水和熱減溫水都為零；凝結(jié)水冷度為設(shè)計(jì)值。

第二種修正按照制造廠提供的修正曲線進(jìn)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(yàn)方法和步驟

汽輪機(jī)在全會(huì)熱狀況下運(yùn)行，主要是利用順序閥控制和煤質(zhì)差鍋爐滑壓等方式運(yùn)行，試驗(yàn)選擇290MW、183MW與242MW等符合試驗(yàn)試驗(yàn)，而且試驗(yàn)穩(wěn)定時(shí)間控制在1h之內(nèi)，之后再進(jìn)行試驗(yàn)，節(jié)能診斷時(shí)間均控制在1h內(nèi)，試驗(yàn)各項(xiàng)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(dòng)較大，主蒸汽壓力使用滑壓運(yùn)行。試驗(yàn)均在全會(huì)熱狀況下完成。實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)一按照單位制于心，各級(jí)高低壓加熱器均投入運(yùn)行，軸封冷卻器疏水回流到凝汽器，高加疏水逐級(jí)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(jìn)行工作。

試驗(yàn)進(jìn)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(yàn)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(yàn)正常進(jìn)展。調(diào)整鍋爐燃燒，保證試驗(yàn)期間機(jī)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(shí)關(guān)閉化學(xué)取樣總門。

5 分析熱耗試驗(yàn)結(jié)果

本次主要以300MW負(fù)荷為例，結(jié)合實(shí)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(yàn)工礦與經(jīng)濟(jì)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(jì)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(shí)際運(yùn)行情況主要表現(xiàn)為，完成此次洗禮后，及時(shí)解決了上端與下端差設(shè)計(jì)值問題，特別是低加系統(tǒng)換熱性能較好，主要原因是對(duì)疏水系統(tǒng)進(jìn)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(duì)發(fā)電煤耗的影響。具體如表1所示。②冷端系統(tǒng)。汽輪機(jī)低壓缸排汽得到了顯著降低，及時(shí)對(duì)凝汽固定端的銅管進(jìn)行了沖洗，實(shí)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(jī)組泄露量得到明顯降低。修理前機(jī)組泄露量、不明泄露等均有所下降，降低了機(jī)組補(bǔ)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(jì)性能分析

機(jī)組改造前（試驗(yàn)報(bào)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(jī)組改造后（試驗(yàn)報(bào)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(shí)施后，按機(jī)組年利用小時(shí)5500h，年節(jié)約標(biāo)煤15315t。按照2014年耗用標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)603.66元/t計(jì)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(jì)算分析

6 結(jié)束語

對(duì)此次的大修節(jié)能進(jìn)行診斷分析，對(duì)高、中、低壓缸和會(huì)熱與冷端系統(tǒng)均進(jìn)行了試驗(yàn)和研究，從大修結(jié)果來看，實(shí)施機(jī)組技術(shù)和設(shè)備改造后，在一定程度上降低了機(jī)組發(fā)電煤損耗。特別是完成高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)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(jī)組效率得到了顯著提升，降低了整機(jī)效率，提高了改造后機(jī)組效率，熱損耗降低，效果較顯著。

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

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TM621

A

1004-7344（2016）26-0087-02

2016-8-15

劉立元（1970-），男，工程師，本科。