135MW機組高背壓雙轉子供熱改造應用及試驗分析

林翔++胡喬良

摘 要：針對火電廠凝汽式汽輪發電機組冷源損失巨大的弊端，介紹了純凝汽輪機高背壓供熱改造的方法。以某135MW機組為例，進行了高背壓雙轉子供熱改造前、后性能測試試驗。試驗結果表明，改造后機組在提供最大供熱量時，相較于未改造時，煤耗由289.8g/kW·h下降至154.6g/kW·h，節能效果明顯，同時，對于同樣的供熱量，改造后的機組對于未改造機組在經濟性上也具有明顯優勢。結果表明機組的高背壓改造是具有巨大節能潛力的項目，此機組的試驗結果可以作為同類型機組改造的參考指導。

關鍵詞：高背壓改造；雙轉子；節能

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0180-01

在常規凝汽式火力發電廠中，汽輪機排汽在凝汽器中被冷卻水或空氣冷卻而凝結成水，熱量被散發到大氣中，產生的冷源損失為火力發電熱力循環損失中最大的一項損失，約占總損失的50%。高背壓循環水供熱就是利用這部分損失來加熱城市熱網循環水。減少供熱蒸汽、提高汽輪機組經濟性。

1 汽輪機高背壓改造簡述

本文介紹的雙轉子更換改造法是在供暖期，更換低壓缸轉子為適應在高背壓條件下運行的改造后轉子，機組高背壓運行并供熱，當供暖期結束，換回常規低壓缸轉子和動靜葉片，機組按原設計工況圖運行。

改造機組為上海汽輪機廠生產的C135-13.24/0.35/535/535型超高壓、中間再熱反動式、雙缸、雙排汽、單軸抽汽凝汽式汽輪機。在即將進入供暖期時，對低壓缸進行高背壓供熱改造，將原2×6級的低壓轉子換為2×4級的低壓轉子，增加導流板將排汽導入凝汽器。低真空供熱改造后，排汽壓力、溫度均相應升高，凝汽器殼體及不銹鋼管膨脹量均有較大變化，并且管束內部循環水壓力、溫度都有較大提高，對凝汽器管板進行了加固改造。改造前后供熱工況相關設備技術規范見表1。

2 高背壓改造后機組的試驗、結果及分析

2.1 試驗方法

對改造前、后的汽輪機分別進行了不同運行工況的性能試驗。在試驗開始前對機組熱力系統進行了隔離，各參數調整至穩定后開始試驗。

2.2 試驗結果

針對4種汽輪發電機組的供熱工況，進行相關熱力計算，計算結果見表2，結合表2對試驗結果進行分析。

2.2.1 改造前后機組供熱性能對比

得到改造前、后機組性能參數對比，見表3。

對比改造前、后相近負荷的工況，不難得到，機組改造前，達到額定采暖抽汽量所需要負荷為112.5MW，此時，對外供熱量為104.5MW。進行高背壓改造后，當負荷為100.1MW時，可以對外供熱的量為217.8MW，比改造前增加了108.0MW，此時，機組負荷較未改造前降低12.4MW；發電煤耗為137.6g/kW·h，比改造前降低了120.3g/kW·h；供電煤耗為154.6g/kW·h，比改造前降低了135.2g/kW·h。節能效果明顯。

2.2.2 相同供熱量下機組改造前、后的供電能力的對比

選取汽輪機改造前后供熱量近似的工況，比較其供電能力，結果見表4。

可以看到，對于同一供熱量區間，機組改造后的熱耗率較改造前下降明顯，為30.025%，發電量較改造前減少了15.2MW，供電煤耗較改造前也有明顯降低。

在機組供暖期，此種改造后運行方式帶來的收益是遠遠大于改造前的；而在供暖期之外，將轉子和葉片恢復為純凝式低壓缸轉子及葉片以保證機組運行的安全性以及汽輪機出力。綜合考量各方面因素，供熱機組汽輪機的高背壓改造引發的各參數改變，從電廠角度分析，對于生產和節能是具有積極意義的。

3 結論及展望

某機組進行高背壓改造后供熱期節能效果明顯，供電煤耗為154.6g/kW·h，比改造前降低了46.65%，降低數值為135.2g/kW·h。

雖然在同等供熱量下，機組發電量有所下降，但考慮到供熱機組的高背壓雙轉子改造能夠大幅度降低供熱成本、提升機組經濟性，節能潛力巨大，同時聯系我國目前火電機組裝機量日漸上升，相應地年運行小時數逐年下降的大趨勢，無論是從運行經濟性角度還是從節能環保角度，都可以優先將汽輪機高背壓改造供熱項目作為熱電廠機組節能改造項目推廣。

參考文獻

[1]沈士一，康松.汽輪機原理[M].北京：水利電力出版社，1995.

[2]鄭體寬.熱力發電廠[M].北京：中國電力出版社，2001.endprint