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      工業(yè)抽汽機(jī)組煤耗率異常升高分析及優(yōu)化

      2019-08-17 02:01:58宗緒東
      關(guān)鍵詞:優(yōu)化

      摘? 要:某公司共有2*300MW汽輪機(jī)組,正常運(yùn)行中2臺(tái)機(jī)組均對(duì)外供工業(yè)抽汽。2019年2月份2號(hào)機(jī)供電煤耗率大幅度上升,比1號(hào)機(jī)偏高45 g/kWh,機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低。通過現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行診斷、排查,查找了供電煤耗率計(jì)算方法錯(cuò)誤并進(jìn)行了修正,分析了2號(hào)機(jī)設(shè)備異常影響供電煤耗率的原因,制定了針對(duì)性的運(yùn)行調(diào)整、檢修治理和優(yōu)化改造方案,實(shí)施后取得了良好的效果,保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

      關(guān)鍵詞:工業(yè)抽汽;供電煤耗率;供熱修正;優(yōu)化

      中圖分類號(hào):TK12? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

      0 引言

      熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱是實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、減少排放、解決工業(yè)用熱的有效途徑。但熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,必須基于電網(wǎng)、熱網(wǎng)都滿足機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的邊界條件,才可能充分發(fā)揮其特有的能力。大型工業(yè)抽汽機(jī)組主要有以下 3 種供汽方式: 采用主蒸汽(冷再、熱再)減溫減壓法;采用中壓缸旋轉(zhuǎn)隔板或低壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)門憋壓法;采用高壓蒸汽通過壓力匹配器引射低壓蒸汽混合法。采用第1、3種供汽方式,不會(huì)影響汽輪機(jī)內(nèi)效率;因供汽后凝汽器帶走的冷源損失減少,機(jī)組熱耗率、煤耗率降低,降低值只與供汽參數(shù)(壓力、溫度、流量)有關(guān),與汽輪機(jī)本體性能無關(guān)。

      某公司2臺(tái)300 MW機(jī)組通過冷再、熱再抽汽減溫減壓對(duì)外供汽,供汽流量約為60 t/h~120 t/h。2019年2月,2號(hào)機(jī)供電煤耗率異常升高,比1號(hào)機(jī)偏高45 g/kWh。針對(duì)這一問題進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)診斷分析,查找了煤耗率異常升高的原因,提出了綜合解決優(yōu)化方案。經(jīng)實(shí)施后徹底解決了這一問題,保障了機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

      1 公司機(jī)組、供熱系統(tǒng)配置及煤耗率現(xiàn)狀

      1.1 公司機(jī)組、供熱系統(tǒng)配置

      1、2號(hào)機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的C330-16.7/0.379/537/537亞臨界汽輪機(jī),正常運(yùn)行中采用冷再抽汽對(duì)外供汽,熱再抽汽做為補(bǔ)充汽源,供汽流量約為60 t/h~120 t/h。冷再蒸汽在額定工況下壓力3.71 MPa,溫度324℃,通過減溫減壓站調(diào)至熱用戶需要參數(shù)為:壓力1.4 MPa,溫度220 ℃。

      1.2 2號(hào)機(jī)供電煤耗率現(xiàn)狀

      查閱公司2019年2月份生產(chǎn)日?qǐng)?bào),1、2號(hào)機(jī)供電煤耗率分別為327.6 g/kWh、373.4 g/kWh,詳細(xì)數(shù)據(jù)詳見表1。

      2 2號(hào)機(jī)供電煤耗率高原因分析及優(yōu)化

      經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行診斷發(fā)現(xiàn)2號(hào)機(jī)供電煤耗率異常升高的主要原因有3點(diǎn):供電煤耗率計(jì)算及供熱修正方法不正確導(dǎo)致計(jì)算誤差偏大;2號(hào)機(jī)凝汽器真空偏低;2號(hào)汽輪機(jī)性能老化速率較快。

      2.1供電煤耗率計(jì)算及供熱修正方法分析及優(yōu)化

      2.1.1 供電煤耗率計(jì)算及供熱修正方法分析

      2.1.1.1 1、2號(hào)機(jī)正平衡皮帶秤計(jì)煤量分配方法不正確

      1、2號(hào)機(jī)供電煤耗率采用正平衡方法計(jì)算,共用一個(gè)皮帶秤計(jì)量煤量。煤量分配按照機(jī)組發(fā)電量進(jìn)行分配,未考慮供汽量修正。由于1、2號(hào)機(jī)對(duì)外供汽流量不同,導(dǎo)致分配的煤量不準(zhǔn)確。

      2.1.1.2 1、2號(hào)機(jī)供熱量對(duì)煤耗率修正方法不正確

      現(xiàn)有供熱量修正計(jì)算取經(jīng)驗(yàn)值,即供汽流量40 t/h影響供電煤耗率1 g/kWh,存在較大的誤差。

      2.1.2 供電煤耗率計(jì)算及供熱修正方法優(yōu)化

      2.1.2.1 皮帶秤煤量分配優(yōu)化

      將皮帶秤計(jì)煤量分配由按照發(fā)電量分配改為按照主蒸汽流量進(jìn)行分配,可以避免供汽量帶來的計(jì)煤量偏差。建議利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì),改為入爐煤分爐計(jì)量,消除偏差。

      2.1.2.2 供熱抽汽流量對(duì)熱耗率及煤耗率修正按照公式1、公式2、公式3進(jìn)行計(jì)算(如圖1所示)

      式中HR考慮工業(yè)抽汽再熱機(jī)組試驗(yàn)熱耗率,G0主蒸汽流量,H0主蒸汽焓值,Gfw給水流量,Hfw給水焓值,GR再熱蒸汽流量,Hr再熱蒸汽焓值,H1高排蒸汽焓值,GJ再熱器減溫水流量,HJ再熱器減溫水焓值,Ggr工業(yè)抽汽流量,Hgr工業(yè)抽汽焓值,Gb補(bǔ)水流量,Hb補(bǔ)水焓值;HR1為工業(yè)抽汽對(duì)熱耗率的影響值,bg為供電煤耗率,ηgl為鍋爐效率,ηgd為管道效率,φ為廠用電率。

      2.1.2.3 對(duì)計(jì)煤量、供熱量按優(yōu)化后的方法計(jì)算

      2號(hào)機(jī)供電煤耗率比1號(hào)機(jī)偏高約7 g/kWh,詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。

      2.2 凝汽器真空影響分析及優(yōu)化

      2.2.1 凝汽器真空影響

      2019年2月11日,2號(hào)機(jī)運(yùn)行中凝汽器真空快速下降至保護(hù)動(dòng)作值,機(jī)組跳閘。2月15日啟動(dòng)后真空偏低約2 kPa,按1 kPa影響煤耗率增加約3.2g/kWh計(jì)算,造成2號(hào)機(jī)煤耗率升高6.4 g/kWh,影響全月2號(hào)機(jī)煤耗率偏高約3.6 g/kWh。

      2.2.2 優(yōu)化方案

      (1)2019年3月7日啟動(dòng)2號(hào)機(jī)備用真空泵,凝汽器真空上升1.5 kPa,影響煤耗率降低約4.8 g/kWh,表明機(jī)組真空嚴(yán)密性較差,需保持備用真空泵連續(xù)運(yùn)行。

      (2)2號(hào)機(jī)檢修時(shí),進(jìn)行凝汽器灌水嚴(yán)密性試驗(yàn),消除凝汽器汽側(cè)漏點(diǎn)。

      2.3 2號(hào)汽輪機(jī)性能劣化分析及優(yōu)化

      2.3.1 2號(hào)汽輪機(jī)性能劣化分析

      提取1號(hào)、2號(hào)機(jī)額定負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,1號(hào)汽輪機(jī)高、中壓缸效率維持較好。2號(hào)機(jī)高壓缸效率比大修后降低3.4個(gè)百分點(diǎn),中壓缸效率約降低5個(gè)百分點(diǎn),影響熱耗率增加150 kJ/kWh以上,煤耗率升高約6 g/kWh。缸效率降低主要原因:結(jié)垢導(dǎo)致噴嘴和動(dòng)葉表面的粗糙度大,固體顆粒侵蝕或銹蝕,蒸汽流道沉積物和增大的蒸汽泄漏流量。

      查閱歷史趨勢(shì)曲線,2017年12月26日2號(hào)機(jī)高壓缸排汽溫度上漲約10℃,計(jì)算高壓缸效率降低。主要可能原因:汽封間隙變大導(dǎo)致級(jí)段效率降低;高壓缸進(jìn)汽插管密封(鐘罩式)密封效果差,主汽漏至高壓缸內(nèi)外夾層進(jìn)入高排;一抽進(jìn)汽插管密封(活塞環(huán)式)密封效果變差,一段抽汽漏至高壓缸內(nèi)外夾層進(jìn)入高排;高壓缸過橋汽封漏汽量大。詳細(xì)數(shù)據(jù)見表3。

      2.3.2 優(yōu)化方案

      (1)機(jī)組啟停及正常運(yùn)行中必須嚴(yán)格控制汽水品質(zhì)合格,建議調(diào)研實(shí)施機(jī)組汽水品質(zhì)自動(dòng)控制。

      (2)2號(hào)機(jī)組大修時(shí),對(duì)高中壓缸進(jìn)汽插管密封、一段抽汽插管密封進(jìn)行檢查,消除泄漏;對(duì)高中壓缸過橋汽封進(jìn)行檢查,合理調(diào)整間隙;對(duì)高中低壓缸動(dòng)、靜葉進(jìn)行噴丸處理,消除結(jié)垢,對(duì)吹損葉片進(jìn)行修復(fù);合理調(diào)整軸封和汽封間隙;對(duì)靜葉持環(huán)進(jìn)行變形測(cè)量,如有變形,可采用更換密封條的方法消除漏汽;如低壓內(nèi)缸法蘭內(nèi)張口,可沿張口部位開密封槽,在密封槽內(nèi)鑲嵌經(jīng)退火處理的紫銅線,阻斷漏汽。

      3 結(jié)論

      通過對(duì)某公司工業(yè)抽汽機(jī)組供電煤耗率異常升高進(jìn)行分析,得到如下結(jié)論:

      (1)采用冷再、熱再抽汽對(duì)外供汽機(jī)組,工業(yè)抽汽對(duì)供電煤耗率的影響只取決于供汽參數(shù)。

      (2)采用正平衡計(jì)算供電煤耗率,應(yīng)采用分爐計(jì)量方法。

      (3)排除凝汽器真空影響因素,汽輪機(jī)本體性能劣化是相對(duì)緩慢、遞進(jìn)的過程,應(yīng)根據(jù)機(jī)組狀況結(jié)合大小修進(jìn)行針對(duì)性治理。

      參考文獻(xiàn)

      [1]黎林村.純凝電廠工業(yè)供熱改造方案設(shè)計(jì)[J].區(qū)域供熱,2015(3):27-30.

      [2]宗緒東,孫奉仲.影響大型工業(yè)抽汽機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的問題及優(yōu)化研究[J].電站系統(tǒng)工程,2018,34(5):45-46.

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