汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析及優(yōu)化改造

滑福群

摘 要：本文從火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能角度出發(fā)，以某電廠600MW機(jī)組的熱力系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了影響汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性的主要因素。然后，針對(duì)這些影響因素并通過借鑒國(guó)內(nèi)同類型機(jī)組的檢修和優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，從熱力系統(tǒng)的參數(shù)、設(shè)備等方面著手，提出了系統(tǒng)的優(yōu)化改造方案。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；熱力系統(tǒng)；經(jīng)濟(jì)性分析

某電廠兩臺(tái)600MkW超臨界汽輪機(jī)組，為某汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界、單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)。但是自投產(chǎn)以來，機(jī)組的供電煤耗與設(shè)計(jì)值和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行的先進(jìn)水平存在差距，整體的運(yùn)行情況并不理想。為了切實(shí)提高電廠生產(chǎn)效益，本文對(duì)影響該汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性的主要因素進(jìn)行了分析，并針對(duì)各影響因素提出了相應(yīng)的改進(jìn)建議及措施。

1 影響汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要因素

汽輪機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與熱力系統(tǒng)和設(shè)備的負(fù)荷率、能否在規(guī)定的設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行以及設(shè)備是否完善有關(guān)。機(jī)組試驗(yàn)熱耗率能夠反映其實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，汽輪機(jī)本身的工況（如汽缸實(shí)際運(yùn)行參數(shù)、汽缸效率等）、輔助設(shè)備狀況（如凝汽器、回?zé)峒訜嵩O(shè)備、給水除氧等）以及熱力系統(tǒng)內(nèi)外泄漏量造成的。為了詳細(xì)分析機(jī)組煤耗偏高的原因，根據(jù)本文案例機(jī)組的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)各種影響因素分別進(jìn)行定量分析和計(jì)算。

1.1 負(fù)荷率

按照汽輪機(jī) 的熱力特性，負(fù)荷降低時(shí)，汽輪機(jī)的熱耗率呈明顯上升趨勢(shì)。對(duì)于600MW的超臨界機(jī)組，半負(fù)荷運(yùn)行時(shí)煤耗量要比額定負(fù)荷行時(shí)增加約29g/k。

1.2 汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)

表1為1號(hào)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性 的影響。從表中可以看出，由于汽輪機(jī)主蒸汽參數(shù)（壓力、溫度）、再熱蒸汽參數(shù)以及排汽壓力等實(shí)際運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)值，使得汽輪機(jī)氣缸效率低于設(shè)計(jì)值，從而對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響，其中排汽壓力對(duì)機(jī)組熱耗影響最大。

1.3 機(jī)組通流部分效率

仍然以1號(hào)機(jī)組為試驗(yàn)對(duì)象，1號(hào)機(jī)組低壓缸試驗(yàn)效率比設(shè)計(jì)值低5.01%，低壓缸效率降低1%，增加機(jī)組熱耗率約35.73kJ/kWh；中壓缸試驗(yàn)效率比設(shè)計(jì)值低0.99%，中壓缸效率每降低1%，增加機(jī)組熱耗率約12.81kJ/kWh；高壓缸試驗(yàn)效率比設(shè)計(jì)值低2.27%，高壓缸效率每降低1%，增加機(jī)組熱耗率約 14.7kJ/kWh。因此總的來說，1號(hào)機(jī)組由于汽缸效率總體較設(shè)計(jì)值偏低，所以共增加機(jī)組熱耗率約為225. 14kJ/kWh，折合煤耗升高共約8.6g/kWh。

1.4 系統(tǒng)泄漏

相比于系統(tǒng)外漏，蒸汽管路上的閥門以及部分疏水閥門的內(nèi)漏量大是影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的重要因素。蒸汽管道中高品位的蒸汽直接漏入凝汽器，不僅會(huì)使機(jī)組功率降低，同時(shí)也增加了凝汽器的熱負(fù)荷使得真空度降低，從而進(jìn)一步降低了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性；系統(tǒng)部分疏水閥門由于閥門前后壓差較大，機(jī)組啟停時(shí)閥門因蒸汽沖刷等原因會(huì)出現(xiàn)不同程度的內(nèi)漏。

2 節(jié)能優(yōu)化改造的探討及措施

從上面的分析可以知道，影響該汽輪機(jī)煤耗的主要因素有負(fù)荷率、通流部分效率、汽輪機(jī)運(yùn)行情況管理以及系統(tǒng)閥門泄露等。

2.1 提高汽輪機(jī)通流部分的效率

通流部分汽封間隙過大，通流部分結(jié)垢等均會(huì)影響汽輪機(jī)汽缸效率，從而相應(yīng)的增加煤耗。對(duì)于本文中這樣已經(jīng)投產(chǎn)的機(jī)組，其制造與加工偏差對(duì)汽缸效率的影響已經(jīng)無法消除，于是要提高汽缸效率只能從調(diào)整汽封間隙和提高葉片清潔度兩個(gè)方面入手。

2.2 加強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控

機(jī)組運(yùn)行參數(shù)應(yīng)保持穩(wěn)定，主汽壓力、主汽溫度、再熱汽溫、排汽壓力等參數(shù)要盡量接近設(shè)計(jì)值。

2.3 消除系統(tǒng)閥門內(nèi)漏

兩臺(tái)600kW機(jī)組閥門外漏量很少，而閥門內(nèi)漏 ，尤其是高溫高壓管道上的疏水閥門的泄露對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的影響很大。系統(tǒng)的部分疏水閥門由于閥門前后差壓大、工作條件惡劣、機(jī)組啟停時(shí)閥門因蒸汽沖刷等容易出現(xiàn)不同程度的內(nèi)漏。因此，在實(shí)際中應(yīng)該定期對(duì)各類疏、放水閥門進(jìn)行檢查，及時(shí)利用大小修的機(jī)會(huì)對(duì)泄漏閥門進(jìn)行修理或更換。其中，像主蒸汽、再熱汽、抽汽系統(tǒng)等的管道和閥門疏水等處存在內(nèi)漏對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響較大，在檢修中應(yīng)作為重點(diǎn)。此外，減少疏水閥數(shù)量或者增加疏水管路上的閥門個(gè)數(shù)，采用多個(gè)閥門串聯(lián)的方式也是是有效減少系統(tǒng)內(nèi)漏的改造措施。因此檢修時(shí)除了修復(fù)部分疏水閥閥體外，也建議取消個(gè)別設(shè)置不合理的疏水閥。

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