600mW汽輪機熱力性能試驗及經(jīng)濟性分析

王建華

河南電力試驗研究院，河南 鄭州 450052

0 引言

該電廠#1汽輪機為東方汽輪機廠生產(chǎn)的600mW超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽凝汽式汽輪機。高、中壓缸采用合缸結(jié)構(gòu)，兩個低壓缸為對稱分流式，機組型號為N600-24.2/566/566。機組熱力系統(tǒng)采用單元制方式，共設(shè)有八段抽汽分別供給三臺高壓加熱器、一臺除氧器和四臺低壓加熱器。給水泵驅(qū)動方式：2×50%B-MCR汽動給水泵，小汽機用汽由四抽供給；其備用泵為1×30% B-MCR電動調(diào)速給水泵。目前機組的供電煤耗與設(shè)計值存在差距，為查明機組能耗偏高的原因，以便于采取針對性的措施，切實提高電廠的生產(chǎn)效益，該電廠進行了汽輪機熱力性能試驗，對影響機組供電煤耗的諸多因素進行定量分析，為電廠開展節(jié)能降耗工作提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 試驗情況

試驗結(jié)果表明：600mW工況試驗修正后熱耗率為7894.38kJ/kW·h，比 設(shè) 計 熱 耗 率 7512.00kJ/kW·h高 382.38kJ/kW·h；600mW工況試驗高壓缸效率為81.21 %，比設(shè)計值86.20%低4.99%。中壓缸效率為89.30%，比設(shè)計值92.52%低3.22%；修正后供電煤耗率為312. 21g/kW·h。與#2機供電煤耗305g/kW·h相比差距還不小，比設(shè)計值289. 95g/kW·h（按照THA工況下的設(shè)計汽輪機熱耗、設(shè)計鍋爐效率、設(shè)計廠用電率、管道效率取98%計算）也高了很多，還有比較大的節(jié)能潛力。

2 節(jié)能降耗的措施

2.1 系統(tǒng)泄漏

試驗期間檢查發(fā)現(xiàn)機側(cè)汽水系統(tǒng)閥門存在泄漏現(xiàn)象，具體情況如下表1，熱力系統(tǒng)泄露影響使機組熱耗升高大概91kJ/kW·h，煤耗升高3.43g/kW·h。可以利用停機檢修機會對熱力系統(tǒng)存在的漏點進行處理。

表1 機組內(nèi)漏閥門清單

2.2 高、中壓缸效率偏低

目前機組存在高、中壓缸效率偏低問題，額定工況時，高壓缸效率設(shè)計值為86.20%，中壓缸效率設(shè)計值為92.52%。而600mW試驗工況時，高壓缸效率為81.21%，中壓缸效率為89.30%。高壓缸效率比設(shè)計值低4.99%，中壓缸效率比設(shè)計值低3.22%。高、中壓缸效率偏低，不僅降低了汽輪機本體的性能，對機組經(jīng)濟性也有較大的影響（經(jīng)計算，高壓缸效率偏低導(dǎo)致熱耗率升高約62.89kJ/kW·h，煤耗率升高約2.37g/kW·h；中壓缸效率偏低導(dǎo)致熱耗率升高約48.85kJ/kW·h，煤耗率升高約1.84g/kW·h）。可以利用揭缸檢修機會，從以下方面改善通流部分效率：對隔板汽封、葉頂汽封以及缸內(nèi)可能存在漏汽的部位進行重點檢查，通流間隙不要超標(biāo)；平時運行期間加強對蒸汽品質(zhì)的監(jiān)督，防止動、靜葉積垢。

2.3 A、B低壓旁路漏流

試驗期間發(fā)現(xiàn)機組A、B低旁后溫度達150℃。A、B低壓旁路均存在漏流現(xiàn)象。低旁內(nèi)漏使機組熱耗率增加，對機組經(jīng)濟性影響較大（經(jīng)計算，低旁每漏汽1t/h，將導(dǎo)致熱耗率升高約4.45kJ/kW·h，煤耗率升高約0.17g/kW·h），同時也會造成凝汽器溫度過高，對機組安全性也有一定的影響，可以利用停機檢修機會對低旁進行處理，提高機組運行經(jīng)濟性，消除安全隱患。

2.4 高壓加熱器系統(tǒng)

表2 高加端差

從表2可以看出，#1、#2高加上、下端差以及#3高加下端差均存在不同程度的偏大現(xiàn)象。端差偏大降低了加熱器系統(tǒng)的回?zé)峤?jīng)濟性，使機組熱耗率增高（高加系統(tǒng)端差合計影響熱耗率升高約22.68kJ/kW·h，影響煤耗率升高約0.85g/kW·h）。造成高加端差偏大的原因主要有以下幾種可能性：

1） 檢查高加水室隔板變形和泄漏情況；

2） 如水室隔板無重大缺陷，利用檢修機會檢查加熱器內(nèi)部各冷卻段，特別是蒸汽冷卻區(qū)和疏水冷卻區(qū)的管板；

3） 在600mW試驗工況期間發(fā)現(xiàn)，當(dāng)#3高加正常疏水調(diào)門全開的情況下，還要再使危急疏水調(diào)門開至34.2%才能維持#3高加殼側(cè)水位穩(wěn)定，可以利用檢修機會對#3高加正常疏水調(diào)門和正常疏水管道進行檢查；

4） 高加換熱管結(jié)垢、臟污情況，會影響換熱效果，可以在檢修時進行檢查；

5） 運行時保證高加水位正常和高加連續(xù)排空氣系統(tǒng)通暢，防止高加內(nèi)聚集不凝結(jié)氣體較多，影響換熱效果，檢修時檢查抽空氣至除氧器管路和孔板是否通暢；

6） #1、#2、#3高加下端差均偏大，說明疏水冷卻段可能存在問題，應(yīng)該在檢修時檢查。

2.5 一抽、五抽、六抽溫度偏高

表3 抽汽溫度

從表3可以看出，600mW試驗工況時，一抽溫度比設(shè)計值偏高17℃，五抽溫度比設(shè)計值偏高44.0℃，六抽溫度比設(shè)計值偏高43.6℃。這可能與汽缸通流效率偏低或缸內(nèi)蒸汽泄漏有關(guān)，對機組經(jīng)濟性有一定的影響。可以利用檢修機會重點檢查通流部分損傷和結(jié)垢情況，并對可能存在泄漏的部位進行排查，如高壓缸前汽封和中壓缸前汽封的對接面、隔板與汽缸聯(lián)結(jié)處的環(huán)形間隙、各靜葉持環(huán)上下半的水平結(jié)合面（尤其是各段抽汽口附近的持環(huán)水平結(jié)合面）以及隔板和葉頂?shù)钠忾g隙。

2.6 過熱器減溫水流量偏大

試驗期間發(fā)現(xiàn)過熱器減溫水流量偏大。600mW試驗工況時，過熱器減溫水流量達到91.915t/h，機組正常運行過程中鍋爐應(yīng)注意調(diào)整燃燒，少投或不投減溫水。

2.7 #3高加危急疏水調(diào)門頻繁開啟

試驗期間發(fā)現(xiàn)，#3高加危急疏水調(diào)門經(jīng)常處于開啟狀態(tài)，在600mW試驗工況時，危急疏水調(diào)門開度在34.2%，這就造成一部分工質(zhì)所帶熱量未完全利用而直接進入凝汽器，降低了回?zé)嵯到y(tǒng)效率，對機組經(jīng)濟性有較大的影響（經(jīng)計算，如果#3高加疏水有34%走危急疏水，將導(dǎo)致熱耗率升高約52.01 kJ/kW·h，煤耗率升高約1.96g/kW·h）。應(yīng)利用檢修機會對#3高加正常疏水調(diào)門和正常疏水管道進行檢查，消除#3高加的缺陷。

2.8 A、B汽泵再循環(huán)調(diào)門內(nèi)漏及小機耗汽量偏大

試驗期間發(fā)現(xiàn)，A、B汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏，漏量大約為100t/h，不但造成介質(zhì)的大量損失而影響機組的熱經(jīng)濟性，同時由于再循環(huán)調(diào)節(jié)閥所處的系統(tǒng)前后壓差較大，還造成閥體及閥后管路的急劇沖蝕、減薄，嚴(yán)重威脅著人身和設(shè)備的安全。汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏嚴(yán)重時甚至無法滿負(fù)荷運行，對機組的經(jīng)濟運行產(chǎn)生較大的影響；由于汽泵再循環(huán)閥內(nèi)漏，增加了泵的出力，無形中抬高了汽泵轉(zhuǎn)速，影響機組帶高負(fù)荷。額外增加小機的蒸汽量，降低機組的熱經(jīng)濟性（經(jīng)計算小機耗汽量增加影響熱耗率增加27.72 kJ/kW·h，煤耗率增加1.04 g/kW·h）。應(yīng)該利用檢修機會對汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥進行處理的同時，還要利用大修機會對影響小機效率的通流部分汽封、軸封、隔板、葉頂汽封等間隙進行檢查維修，使小機達到設(shè)計經(jīng)濟性。

3 結(jié)論

經(jīng)計算，該機組600mW修正后的供電煤耗率為312.21g/kW·h，如果按照上述措施進行檢修，機組的供電煤耗可以降低2g/kW·h，如果按照機組每天滿負(fù)荷運行10h，機組在網(wǎng)時間按300d進行計算，一年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3600t，以每噸標(biāo)煤600元計算可節(jié)約成本約216萬元，既達到了節(jié)能降耗的目的，又提高了經(jīng)濟效益。

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