低壓缸零出力技術在哈汽73D 機組的應用

胡永盛

（大唐雞西第二熱電有限公司，黑龍江 雞西 158150）

某熱電公司2 號汽輪機為哈爾濱汽輪機廠制造的C270/N300—16.7/537/537 型亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸（高中壓缸合缸）雙排汽、單抽供熱凝汽式汽輪機，即73D 型機組。設計供熱面積960 萬㎡，為解決在冬季供熱中期滿足供熱需求的情況下無法獲得調峰收益的問題，該公司對2 號機組采用低壓缸零出力技術對機組進行了改造。

1 改造方案

1.1 熱力系統改造

1.1.1 低壓缸冷卻系統

連通管設有低壓缸冷卻系統，設有電動調節閥、流量測量裝置及疏放水管道，低壓缸冷卻系統見圖1。

圖1 連通管及冷卻蒸汽旁路示意圖

1.1.2 熱網互聯改造

為滿足2 號機組最大負荷切缸工況時熱網首站進汽量及疏水量增大的要求，在兩臺機組熱網進汽側和疏水側分別加裝DN900 和DN200 聯絡管道，并增設聯絡電動隔離門及調門。

1.1.3 低壓缸噴水系統改造

將原來的碳鋼管路更換為不銹鋼材質，采用霧化噴頭，合理布置霧化噴頭，保證噴水減溫效果。

1.1.4 回熱加熱器系統

系統切缸改造后，6 ～8 號低加切除運行，只留5 號低加運行，為控制5 號低加溫升，在5 號低加入口增加一臺電動調節閥。

1.1.5 低壓缸液控蝶閥改造

根據低壓缸零出力供熱技術運行需求，本次改造將原不能完全密封的供熱蝶閥更換為可完全密封的液壓蝶閥。

1.1.6 低壓缸末級葉片抗水蝕金屬耐磨層噴涂處理

采用超音速火焰噴涂的方式制備耐水蝕防護涂層。涂層每層厚度為0.01 ～0.02mm，最終涂層總厚度為0.15 ～0.35mm。涂層結合強度可達60MPa；涂層硬度為HV300=600～1100；涂層孔隙率≤2%；涂層表面均勻、細密。

1.2 控制系統改造

對低壓外缸、2 號內缸鉆孔，加裝末級、次末級溫度測點8 個，并在DCS 中增加了參數超限報警功能。增加了低壓缸零出力模式投退條件、低壓缸進氣閥和低壓缸冷卻蒸汽電動調節閥控制邏輯，并對供熱抽氣快關閥和逆止閥的控制邏輯進行了完善；

2 切除低壓缸供熱改造后機組運行調試過程

2 號機組低壓缸零出力改造后，切缸調試過程中，運行人員按照邏輯，合理調節各方面開度，確保主機各參數在合格且安全范圍內，熱網系統運行平穩，詳細結果見表1～3。

表1 背壓對機組末級、次末級葉片溫度的影響

表2 低壓缸減溫水閥位對機組末級、次末級葉片溫度的影響

表3 冷卻旁路閥位對機組末級、次末級葉片溫度的影響

3 效果評價

改造后，由第三方科研院對2 號機組改造效果進行了檢測，數據及結果如表4。

（1）機組改造前后主汽流量920t/h 供熱能力對比工況試驗結果：2 號機組正常抽汽工況機組主汽流量為922.716t/h，發電機功率為221.498MW，供熱負荷為299.66MW；2 號機組切缸改造后，機組主汽流量為924.009t/h，發電機功率為203.121MW，供熱負荷為397.55MW；機組切缸工況發電機功率降低了18.377MW，供熱能力增加97.89MW。

（2）機組改造前后主汽流量700t/h 供熱能力對比工況試驗結果：2 號機組正常抽汽工況機組主汽流量為700.308t/h，發電機功率為177.264MW，供熱負荷為207.46MW；2 號機組切缸改造后，機組主汽流量為700.738t/h，發電機功率為147.060MW，供熱負荷為316.57MW；機組切缸工況發電機功率降低了30.204MW，供熱能力增加109.11MW。

（3）若在對外供熱負荷保持不變的條件下進行切缸運行，在不同工況下平均可以提高機組調峰能力約35 ～40MW，平均煤耗下降約45g/(kW·h)。

2 號機組低壓缸零出力改造后于2019 年11 月15 日～次性完成調試成功并正式投入運行，至2020 年2 月26 日退出切缸狀態，期間參與調峰電量約2500 萬kWh，共計創造調峰收益約1273.3 萬元。可以滿足供熱中期低負荷調峰需求，顯著增加公司調峰收益。同時，兩臺機組熱網管道互聯后，2 號機組在高負荷切缸工況時，單機就可以滿足公司供熱需求。

表4

4 結語

低壓缸零出力技術在公司73D 機組中取得良好的應用效果。該技術具有投資少，施工周期短、運行操作平順靈活（投、切過程平均耗時約11 分鐘）、機組參數穩定、熱電解耦靈活、調峰收益顯著、節能效果較好等多項特點，提高了燃煤供熱機組運行的靈活性。本文中各項數據均真實有效，具有向國內類似機組改造提供借鑒的價值。