135MW機組高背壓雙轉(zhuǎn)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(fā)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(zhuǎn)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(jié)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(jīng)濟性上也具有明顯優(yōu)勢。結果表明機組的高背壓改造是具有巨大節(jié)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(zhuǎn)子；節(jié)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(guī)凝汽式火力發(fā)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(fā)到大氣中，產(chǎn)生的冷源損失為火力發(fā)電熱力循環(huán)損失中最大的一項損失，約占總損失的50%。高背壓循環(huán)水供熱就是利用這部分損失來加熱城市熱網(wǎng)循環(huán)水。減少供熱蒸汽、提高汽輪機組經(jīng)濟性。

1 汽輪機高背壓改造簡述

本文介紹的雙轉(zhuǎn)子更換改造法是在供暖期，更換低壓缸轉(zhuǎn)子為適應在高背壓條件下運行的改造后轉(zhuǎn)子，機組高背壓運行并供熱，當供暖期結束，換回常規(guī)低壓缸轉(zhuǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)子換為2×4級的低壓轉(zhuǎn)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(nèi)部循環(huán)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(guī)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(tǒng)進行了隔離，各參數(shù)調(diào)整至穩(wěn)定后開始試驗。

2.2 試驗結果

針對4種汽輪發(fā)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(shù)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(fā)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(jié)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(qū)間，機組改造后的熱耗率較改造前下降明顯，為30.025%，發(fā)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(zhuǎn)子和葉片恢復為純凝式低壓缸轉(zhuǎn)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(fā)的各參數(shù)改變，從電廠角度分析，對于生產(chǎn)和節(jié)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(jié)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(shù)值為135.2g/kW·h。

雖然在同等供熱量下，機組發(fā)電量有所下降，但考慮到供熱機組的高背壓雙轉(zhuǎn)子改造能夠大幅度降低供熱成本、提升機組經(jīng)濟性，節(jié)能潛力巨大，同時聯(lián)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(shù)逐年下降的大趨勢，無論是從運行經(jīng)濟性角度還是從節(jié)能環(huán)保角度，都可以優(yōu)先將汽輪機高背壓改造供熱項目作為熱電廠機組節(jié)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(fā)電廠[M].北京：中國電力出版社，2001.endprint