大型多缸凝汽式汽輪機改為供熱發(fā)電兩用汽輪機
------淺談汽輪發(fā)電機組的節(jié)能環(huán)保（五）
哈爾濱新時代能源環(huán)保設備有限公司 賀志昆 2017年11月1日
2016年3月22日國家發(fā)改委等五部委聯(lián)合印發(fā)的發(fā)改能源【2016】617號文件----《熱電聯(lián)產管理辦法》，大力提倡和鼓勵發(fā)展集中供熱和熱電聯(lián)產，提出“力爭實現(xiàn)北方大中型以上城市熱電聯(lián)產集中供熱率達到60%以上，20萬人口以上縣城熱電聯(lián)產全覆蓋”的目標,要求“規(guī)劃建設熱電聯(lián)產應以集中供熱為前提……燃煤機組必須采用背壓機組……”提倡“優(yōu)先對城市或工業(yè)園區(qū)周邊具備改造條件且運行未滿15年的在役純凝發(fā)電機組實施采暖供熱改造”，“供熱改造要因廠制宜采用打孔抽汽、低真空供熱、循環(huán)水余熱利用等成熟、適用技術，鼓勵具備條件的機組改造成為背壓熱電聯(lián)產機組”。
我公司成立十七年來，除供應自行設計制造的高效背壓式汽輪機之外，已為中外用戶提供了近500套的各種型號的二手汽輪發(fā)電機組，并對其中約半數(shù)的汽輪機和業(yè)主已有的機組，根據(jù)業(yè)主的需要，進行了不同內容的節(jié)能改造，業(yè)主都很滿意，有的業(yè)主因改造后節(jié)能效果顯著而獲得省、市政府的節(jié)能獎狀和獎金；還有要淘汰的機組，通過改造獲得“新生”，企業(yè)從此“青春煥發(fā)”。結合本公司的汽輪機改造實踐，我們陸續(xù)介紹汽輪機的各種節(jié)能改造技術。
上次已介紹了單缸或多缸的純凝汽式汽輪機，怎樣改造成高背壓循環(huán)水供熱熱電聯(lián)產汽輪機，即背壓式汽輪機；改造成采暖期作背壓機運行、非采暖期依舊純凝運行的雙轉子汽輪機，今天再向各位介紹大型多缸純凝機組改供熱的另一種形式，即改為供熱、發(fā)電兩用的汽輪機，改造后，采暖期抽汽供熱，電功率隨抽汽量的增加而相應有所下降；非采暖期關閉調節(jié)閥，作純凝工況運行。
這種供熱改造，由于工業(yè)抽汽和采暖抽汽的抽汽壓力不同，改造方法也不同。用于工業(yè)抽汽的壓力一般在1mpa左右，需要在中壓缸上與抽汽壓力符合要求的相應位置上打孔，在汽缸內要將抽汽口后面原有的部分隔板拆除，改裝旋轉隔板來控制抽汽量，相對較復雜，改造成本高，停機時間長；而改造為采暖抽汽機組就比較簡單，改造投資省，停機損失小，供熱效果相當好，具體改造方案舉例如下：
1、改造前機組（N135-13.2/535/535）的技術規(guī)范
序號 | 項目 | 單位 | 新機性能 |
1 | 名稱 | 135MW超高壓中間再熱凝汽式汽輪機 | |
2 | 型式 | 單軸、雙缸雙排汽、中間再熱、凝汽式 | |
3 | 最大功率 | MW | 141.7 |
4 | 額定功率 | MW | 135 |
5 | 額定轉速 | r/min | 3000 |
6 | 旋轉方向 | 從汽輪機端向發(fā)電機看為順時針方向 | |
7 | 進汽壓力 | MPa(a) | 13.2 |
8 | 進汽溫度 | ℃ | 535 |
9 | 進汽量（額定/最大） | t/h | 398/420 |
10 | 冷卻水溫 | ℃ | 20(Max.33) |
11 | 給水溫度 | ℃ | 240 |
12 | 排汽壓力 | kPa(a) | 4.9 |
13 | 回熱系統(tǒng) | 臺 | 2JG+1CY+3JD |
14 | 汽耗（額定） | kg/(kW.h) | 2.949 |
15 | 熱耗（額定） | kJ/(kW.h) | 8130.8 |
2、改造原則
2.1鍋爐、發(fā)電機原則上不改造。
2.2汽輪機本體基礎不動。
2.3利用成熟、可靠的技術對機組進行供熱改造設計，通過改造設計確定抽汽量，對通流性能和軸向推力進行校核，確保改造后能平穩(wěn)、安全運行，把本機改造為進汽量大于或等于額定進汽量時，具有最大供熱抽汽量200t/h的供熱發(fā)電兩用汽輪機。
2.4抽汽量可以調整，抽汽壓力范圍為0.25-0.32mpa(絕對壓力)，供熱溫度235-265℃。
2.5供熱回水按80℃設計計算，回水接至某低加出口的主凝結水管道上。
2.6過橋管的高度應充分考慮車間內轎式起重機的起吊高度。
3、改造為采暖發(fā)電兩用機組的方法
3.1主要是從中、低壓缸間連通管上抽汽供熱，為現(xiàn)役機組更換帶有抽汽的中低缸的連通管，在連通管上加裝調節(jié)蝶閥，供熱抽汽管道從調節(jié)蝶閥前連通管上接出，供熱管道上依次安裝安全閥、快關閥、氣動止回閥。安全閥主要防止連通管道超壓，安全閥的排放量、啟跳壓力、回座壓力應按汽輪機制造廠的使用規(guī)范設置。調節(jié)蝶閥用于調節(jié)連通管上的抽汽壓力，開度應保證低壓缸的冷卻流量?？焖訇P閉閥的作用是快速關閉，防止汽輪機超速及進水。氣動止回閥也具有快速關閉功能。
3.2對于再熱式機組，若供汽所需壓力、溫度高于中低壓缸連通管蒸汽的壓力、溫度，可以選擇在再熱管的冷段管道上或熱段管道上的相應位置開孔抽汽，其方法與在中低壓缸連通管上開孔抽汽供熱相似，在此不一一贅述。
4、改造后機組純凝工況的主要技術規(guī)范
4.1型號：NC135/123-13.24/0.30/535/535；
4.2額定功率：135MW；
4.3額定蒸汽參數(shù)： 13.24MPa、535℃；
4.4額定流量：395t/h；
4.5最大流量：440t/h；
4.6額定轉速：3000r/min；
4.7旋轉方向：從汽輪機朝發(fā)電機方向看，汽輪機轉向為順時針；
4.8背壓：4.9kpa；額定熱耗8140KJ/KW.h。
4.9改造后各種抽汽工況下的參數(shù)：
排汽壓力為4.9kpa，供熱流量從100t/h增加到200t/h時，中排壓力在0.25至0.32mpa范圍內變化，溫度在230℃-260℃間變化，電功率從123MW，減少到111MW，主蒸汽流量從421t/h增加到440t/h，熱耗從7235，降低至6034KJ/KW.h。
5、改造后的其他性能指標
5.1改造后純凝工況的各項技術參數(shù)基本不變。
5.2供熱工況下，汽輪機在進汽量大于或等于額定進汽量時的最大供熱抽汽量為200t/h。
5.3汽輪機改造部分大修周期不少于5年，強迫停機率小于2%。
5.4軸系臨界轉速值與工作轉速避開15%以上，軸系臨界轉速的分布保證有安全的暖機轉速和進行超速試驗。
5.5汽輪機正常運行時，高中、低壓轉子的各軸承軸瓦振動雙振幅值不大于0.03mm，軸振不大于0.076mm；通過臨界轉速時瓦振不大于0.1mm。
5.6汽輪發(fā)電機組軸系失穩(wěn)轉速大于3900r/min。
5.7機組能在周波48.5-50.5Hz的范圍內持續(xù)穩(wěn)定運行。
5.8改造后，最大供熱工況下通流部分各部件滿足長期運行的強度要求。
5.9改造后，實際供熱時最大抽汽量不超過設計值（200t/h），同時最低投供熱電負荷為101.25MW，即在此負荷以上方允許投入供熱，以避免產生零推力或負向推力，并確保抽汽管道的安全，避免影響機組的運行安全。
5.10改造后，供熱工況下抽汽對加熱器的運行及抽汽管道不產生影響，抽汽后回熱系統(tǒng)仍能保持正常運行。
5.11最大供熱工況下，低壓缸進汽流量滿足運行要求。
6、各種不同容量的大型多缸冷凝式汽輪機改發(fā)電供熱兩用汽輪機后的供熱參考數(shù)值
名 稱 | 供汽壓力（MPa） | 供汽溫度（℃） | 最大可供汽量（t/h） | 備 注 |
125MW等級機組 | 0.7-1.0 | 260 | 200 | 分缸壓力0.7-1.0MPa |
125MW等級機組 | 0.25 | 250 | 200 | 分缸壓力0.25MPa |
200MW等級三缸兩排汽機組 | 0.245 | 245 | 400 | |
200MW等級三缸三排汽機組 | 0.245 | 245 | 150-200 | |
300MW等級機組 | 0.7-0.9 | 310-350 | 500 | 適用哈汽、上汽、東汽機組 |
本公司主要業(yè)務：二手汽輪發(fā)電機組供貨和工程承包、汽輪機節(jié)能改造、自行設計和制造的高效背壓機供貨和工程承包，歡迎業(yè)主來電、來函，進行咨詢，互相交流節(jié)能環(huán)保的經驗體會。我們本著“誠信為本、技術創(chuàng)新、精益求精、用戶至上”的宗旨，竭誠為你們服務好。
本人才疏學淺，不當之處請各位賜教。
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