純凝機組改背壓機案例分析

胡振東 趙文慧

中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司 山西 太原030001

1 機組參數

汽輪機型式為:超高壓、一次中間再熱、雙缸雙排汽、單軸、直接空冷供熱抽汽凝汽式汽輪機。給水回熱級數為六級。一級調整抽汽,由中壓缸排汽口抽出,供采暖用汽。

2 改造方案

抽汽凝汽式汽輪機改為背壓式供熱汽輪機,新增聯通管,將中排上部兩路排汽合并成一路DN1200供汽管道引出。同時在此管線上引出少量蒸汽,經減溫減壓后通入低壓缸作冷卻蒸汽。

原中壓缸排汽下部抽汽去熱網首站供熱管道不變。低壓缸兩個進汽口,其中一個接入冷卻蒸汽,另一個進行封堵。

低壓轉子成為一根光軸轉子,連接高中壓轉子與發電機,起到傳遞扭矩的作用。低壓轉子改造后,應進行動平衡試驗,防止由于轉子的不平衡引起機組振動大。

改造后低壓隔板全部拆除,保留低壓內缸及噴水裝置,需要對冷卻噴水控制邏輯進行調整(原噴水點為85℃,需要適當上調)。低壓缸溫度較改造前溫度要高,低壓缸相對于運行層的向上膨脹量增加,而該機組軸承落地,相對于運行層的位置不變。因而需要重新設置低壓缸汽封圈,同時調整汽封間隙,避免運行時轉子與汽封圈發生碰磨。

汽輪機轉子由三個軸承支撐,全部為橢圓瓦軸承,高中壓轉子由兩個軸承支撐,低壓轉子由一個軸承支撐,推力軸承在#2軸承前。改造后,因#2、#3低壓軸承荷載變化,軸承比壓減小,為保持軸系的穩定性,需對原#2、#3低壓軸承進行更換。

對空冷島進行隔絕、廢除。

改造后,將#6低壓加熱器切除,#4、#5低壓加熱器保留。低加疏水逐級自流回至排汽裝置,通過凝結水泵升壓后進入凝結水系統。

保留機組低壓軸封系統和機組低壓缸相關真空系統,同時對機組原有DEH 等控制系統進行相應調整,以確保機組安全運行。

改造后,機組成為背壓機,僅在采暖期運行,非采暖期停止運行。因背壓機以熱定電的特點,在采暖期運行時機組只帶基本負荷,不參與調峰。

3 改造后機組參數

序號項目單位 額定采暖抽汽工況最大采暖抽汽工況1主機功率k W 118(改造前)98(改造后)130(改造前)110(改造后)2主汽流量t/h 428.1 480 3主汽/再熱溫度℃535/535 535/535 4主汽壓力MPa.a 13.24 13.24 5供熱抽汽流量t/h 120(改造前)341(改造后)150(改造前)355(改造后)

4 機組的安全性

4.1 機組動平衡 本項目改造實施階段,設計要求在真空狀態下工作轉速和臨界轉速時,單個軸承座振動速度有效值分別為Vr ms≤1.2 mm/s,Vr ms≤2.2 mm/s。試驗結果為:在低于運行轉速及運行轉速時軸承座振動速度有效值為Vr ms=0.109 mm/s。未做臨界轉速試驗。工作轉速及以下工況動平衡的合格。

4.2 各軸系振動值 原主機協議中“在軸承座上測得的雙振幅振動值,無論是垂直或橫向均不大于0.0 25 mm;在任何軸頸上所測得的雙振幅振動值不大于0.0 75 mm。”

汽輪機轉子由三個軸承支撐,全部為橢圓瓦軸承,高中壓轉子由兩個軸承支撐,低壓轉子由一個軸承支撐。

改造后測得1#、2#、3#X、Y向軸振動值均小于30μm,4#、5#軸X、Y向振動值均小于75μm,1、2、3號軸承為汽輪機高、中、低壓缸軸承,4、5號軸承為發電機軸承。機組改造后并未影響各軸承的振動值。

5 主要經濟指標

本工程實施后主要熱經濟指標見表:

序號項目單位改造前改造后1汽機進汽量t/h 428 428 2發電標煤耗g/k Wh 166.87 137.27年均全廠熱效率%80.20 89.60 3 4供熱年平均煤耗kg/GJ 38.14 38.14年均熱電比%126.48 158.80 5

6 改造效果

抽凝機組改造為背壓機后,供熱能力增加46 MW,年供熱量0.37×106GJ。改造前機組設計發電標煤耗為166.84g/k Wh,考慮區域小鍋爐熱效率為75%,供熱標煤耗為45.55kg/GJ;改造后機組發電標煤耗為137.27g/k Wh,供熱標煤耗為38.14kg/GJ。

按照上述數據計算,與區域小鍋爐房供熱相比,改造后本工程供熱標準煤節煤量為0.47×104t/a。同時,減少煙塵排放0.47t/a;減少SO2排放

1.6 45t/a;減少NOx排放2.3 5t/a。