汽輪發電機組技術改造

史志強

(中國平煤神馬集團 河南神馬尼龍化工有限責任公司 ， 河南 平頂山 467013)

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汽輪發電機組技術改造

史志強

(中國平煤神馬集團 河南神馬尼龍化工有限責任公司 ， 河南 平頂山 467013)

針對CC12-3.5/1.6/0.5-Ⅱ型雙抽凝汽式汽輪發電機組運行工況差、發電成本高的原因進行了分析，本著經濟實用原則，提出改造方案，通過加裝水封帶注水設置、更換汽輪機發電機組前后軸封、均壓箱噴水減溫系統優化改造、拆檢并更換射水抽氣器文丘里管、軸承箱與前軸封間增設環形氮氣密封管路、重新機加工軸承箱內因偏心引起振動的小軸等，取得滿意效果。

軸封漏氣 ； 振動值大 ； 減溫系統

0 前言

河南神馬尼龍化工有限責任公司CC12-3.5/1.6/0.5-Ⅱ型雙抽凝汽式汽輪發電機組1996年建成投產，配套2×75 t/h循環流化床鍋爐，發電裝機容量為抽凝式12 MW。隨著公司尼龍66鹽產能擴產，后系統化工裝置用汽量增大，熱電廠高壓蒸汽僅能滿足后系統要求，導致發電機組自投產以來，在較長時間里未投入運行。自2008年240 t/h鍋爐投入運行后高壓蒸汽有所富裕，同時隨著國內煤價下跌，公司要求神馬尼龍化工汽輪機發電機組達到滿發、高發運行。

1 裝置存在問題

①汽輪機軸封系統設計技術相對落后，軸封漏汽多次導致汽輪機透平油水分含量超標，嚴重影響汽輪機的安全運行。②汽輪機原有設計存在部分缺陷，影響機組真空及安全運行的問題尤其突出，汽輪機真空值一直維持在下限報警值運行(最高不超過83 kPa、報警值86.5 kPa、停車值62.6 kPa)。③水封帶無注水裝置導致真空系統在開車初期、負荷波動期間水封打破后無法重新建立。均壓箱上的減溫水系統無法投用，導致均壓箱蒸汽溫度遠遠高于設計運行值，長時間運行大大縮短軸封及其梳齒的使用壽命，造成前、后軸封漏汽。④轉子與軸承油箱內小軸不同心，導致運行期間小軸振動值偏大，兩套測速裝置測量值飄移量過大，同時造成軸向位移測量值上下跳動，測量值達到報警、跳車值，嚴重影響了發電機組的安全運行。⑤抽氣器文丘里管段出現偏心現象，影響了射水抽氣器的抽氣量，導致漏入凝汽器的空氣不能及時抽出，進一步惡化汽輪機真空。

2 技術改造方案

①加裝水封帶注水設置；②更換汽輪機發電機組前后軸封；③均壓箱噴水減溫系統優化改造；④拆檢并更換射水抽氣器文丘里管；⑤軸承箱與前軸封間增設環形氮氣密封管路；⑥重新機加工軸承箱內因偏心引起振動的小軸。

3 改造方案及原理

3.1 加裝水封帶注水裝置

加裝水封帶注水裝置，可以人為建立水封帶水封，避免漏入空氣直接進入凝汽器而影響真空；汽輪機水封帶3個水筒水柱高度約10 m，正常運行時軸封加熱器內凝結水靠水柱壓力進入水封帶水筒，然后源源不斷流入凝汽器底部，這樣漏入軸封加熱器內部的空氣不能進入凝汽器影響真空。但是在汽輪機機組啟動、負荷大范圍波動、停機、真空波動等異常情況下水封帶內水柱打破被吸入凝汽器內，水封被打破后無法對水封帶進行補水，由于軸封加熱器內為微負壓區，空氣漏入軸封加熱器直接進入凝汽器引起真空急劇惡化，此時凝汽器、軸封加熱器存在的差壓，僅僅依靠軸封加熱器凝結水再形成水封已經十分困難，所以必須人為對水封帶水筒進行注水。

在凝結水泵出口引出一條Φ32管線，分別引在水封帶平衡水筒下部，并加裝可以控制的手動球閥。

同時在水封帶和凝汽器之間加裝一個可以控制水位的截止閥。如再出現上述異常情況水封被打破時，只需要關閉水封帶和凝汽器之間的閥門，防止空氣進入凝汽器影響真空，同時迅速對水筒進行注水，這樣水封帶內水柱很快就會形成，而且不會對真空造成影響。

3.2 軸封系統的改造

前軸封與軸承箱之間加裝環形氮氣密封裝置，有效避免了軸封漏汽進入軸承箱導致透平油水分超標；汽輪機發電機組的軸封系統比較落后，為高低梳齒型軸封。長期運行未進行更換，磨損嚴重變形，導致前軸封漏汽、后軸封漏氣，前軸封漏汽導致軸承箱水分超標，后軸封漏氣導致空氣進入凝汽器影響真空系統。改造時在軸承箱油擋與前軸封之間，圍繞轉子周圍加裝Φ32環形氮氣管線，有效地將漏出蒸汽阻擋在軸承箱外。

由于軸承箱內部為負壓，極易導致將前軸封漏出的蒸汽吸入軸承箱，所以利用軸承箱前段的油視鏡增加一套空氣濾芯，這樣不但解決了軸承箱負壓問題免于把前軸封外漏蒸汽大量吸入前軸承箱，造成汽輪機油中大量含水乳化，還保證了空氣中的粉塵進入軸承箱污染透平油。

3.3 真空系統改造

汽輪機停機后對射水抽氣器進行拆檢，對擴壓管4段結垢進行徹底清理，同時對主要部件噴嘴2進行更換，同時要求廠家對噴嘴2射出口加長10 mm，這樣能實現兩相流的均勻混合，降低氣阻，消除氣相偏流，增加兩相能量交換，又能利用余速使排出的能量損失達到最少。改造后空負荷工況下試驗，最大出力達到96 kPa，抽氣能力明顯提高。

4 改造效果

發電機組在其它條件不變的情況下，凝汽器真空每提高1%，汽輪機發電機組發電汽耗降低1%，即為發電成本降低1%。改造前汽輪機真空為83 kPa，改造后汽輪機真空為93 kPa，凝汽器真空提高12%；改造后在蒸汽量不變的情況下，按年發電量為6 000×104kW·h計算，一年可以多發電720×104kW·h；粉塵、SO2和CO2排放量分別減少727、47.99、7 270 t/a。本項目的實施，將大大減少企業能源消耗，提高企業的產品質量，增加企業經濟效益，同時減少了企業用電高峰期拉電限電的壓力，穩定了生產。同時大大改善了環境，具有較好的環保效益。

5 結論

本項目的實施，大大減少了企業能源消耗。符合公司發展要求，對節能降耗工作具有巨大的現實意義。

蘭州化物所發表光超級電容器綜述文章

近日，中國科學院蘭州化學物理研究所清潔能源化學與材料實驗室研究員閻興斌課題組在Solar RRL上發表了關于光超級電容器的綜述性文章。

超級電容器作為一種電化學儲能設備，具有充放電速率快、循環壽命長、功率密度大、綠色環保和免于維護等優點，通常被用來與太陽能電池組成能量轉換和存儲系統。但傳統的能量轉換和存儲系統通常通過外部電線連接，導致能量存儲效率降低。此外，傳統的能量轉換和存儲系統體積較為笨重，不能應用于便攜和可穿戴設備。因此，如何進一步提高能量存儲效率、降低太陽能利用成本，是一個值得研究的問題。集成光電轉換和能量存儲的雙功能單體器件——光超級電容器應運而生。

閻興斌課題組多年來致力于超級電容器材料與器件的研究，該工作詳細總結了各種類光超級電容器的發展歷程和研究進展，指出了當前光超級電容器領域存在的主要問題，并對其將來發展方向和機遇進行了展望。希望通過該綜述能夠讓更多的人關注光超級電容器領域，為該領域的發展提供有價值的信息，促進該領域的研發，從而早日實現光超級電容器的成功應用。

2017-04-03

史志強(1977-)，男，助理工程師，從事設備管理工作，電話：15993596963。

TQ050.2

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1003-3467(2017)06-0035-02