工業抽汽機組煤耗率異常升高分析及優化

摘? 要：某公司共有2*300MW汽輪機組，正常運行中2臺機組均對外供工業抽汽。2019年2月份2號機供電煤耗率大幅度上升，比1號機偏高45 g/kWh，機組經濟性降低。通過現場進行診斷、排查，查找了供電煤耗率計算方法錯誤并進行了修正，分析了2號機設備異常影響供電煤耗率的原因，制定了針對性的運行調整、檢修治理和優化改造方案，實施后取得了良好的效果，保證機組經濟運行。

關鍵詞：工業抽汽;供電煤耗率;供熱修正;優化

中圖分類號：TK12? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

熱電聯產集中供熱是實現節約能源、減少排放、解決工業用熱的有效途徑。但熱電聯產機組的高效經濟運行，必須基于電網、熱網都滿足機組經濟運行的邊界條件，才可能充分發揮其特有的能力。大型工業抽汽機組主要有以下 3 種供汽方式： 采用主蒸汽（冷再、熱再）減溫減壓法;采用中壓缸旋轉隔板或低壓缸進汽調節門憋壓法;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，不會影響汽輪機內效率;因供汽后凝汽器帶走的冷源損失減少，機組熱耗率、煤耗率降低，降低值只與供汽參數（壓力、溫度、流量）有關，與汽輪機本體性能無關。

某公司2臺300 MW機組通過冷再、熱再抽汽減溫減壓對外供汽，供汽流量約為60 t/h～120 t/h。2019年2月，2號機供電煤耗率異常升高，比1號機偏高45 g/kWh。針對這一問題進行了現場診斷分析，查找了煤耗率異常升高的原因，提出了綜合解決優化方案。經實施后徹底解決了這一問題，保障了機組經濟運行。

1 公司機組、供熱系統配置及煤耗率現狀

1.1 公司機組、供熱系統配置

1、2號機為上海汽輪機有限公司生產的C330-16.7/0.379/537/537亞臨界汽輪機，正常運行中采用冷再抽汽對外供汽，熱再抽汽做為補充汽源，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℃，通過減溫減壓站調至熱用戶需要參數為：壓力1.4 MPa，溫度220 ℃。

1.2 2號機供電煤耗率現狀

查閱公司2019年2月份生產日報，1、2號機供電煤耗率分別為327.6 g/kWh、373.4 g/kWh，詳細數據詳見表1。

2 2號機供電煤耗率高原因分析及優化

經過現場進行診斷發現2號機供電煤耗率異常升高的主要原因有3點：供電煤耗率計算及供熱修正方法不正確導致計算誤差偏大;2號機凝汽器真空偏低;2號汽輪機性能老化速率較快。

2.1供電煤耗率計算及供熱修正方法分析及優化

2.1.1 供電煤耗率計算及供熱修正方法分析

2.1.1.1 1、2號機正平衡皮帶秤計煤量分配方法不正確

1、2號機供電煤耗率采用正平衡方法計算，共用一個皮帶秤計量煤量。煤量分配按照機組發電量進行分配，未考慮供汽量修正。由于1、2號機對外供汽流量不同，導致分配的煤量不準確。

2.1.1.2 1、2號機供熱量對煤耗率修正方法不正確

現有供熱量修正計算取經驗值，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 供電煤耗率計算及供熱修正方法優化

2.1.2.1 皮帶秤煤量分配優化

將皮帶秤計煤量分配由按照發電量分配改為按照主蒸汽流量進行分配，可以避免供汽量帶來的計煤量偏差。建議利用機組檢修機會，改為入爐煤分爐計量，消除偏差。

2.1.2.2 供熱抽汽流量對熱耗率及煤耗率修正按照公式1、公式2、公式3進行計算（如圖1所示）

式中HR考慮工業抽汽再熱機組試驗熱耗率，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工業抽汽流量，Hgr工業抽汽焓值，Gb補水流量，Hb補水焓值;HR1為工業抽汽對熱耗率的影響值，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 對計煤量、供熱量按優化后的方法計算

2號機供電煤耗率比1號機偏高約7 g/kWh，詳細數據見表2。

2.2 凝汽器真空影響分析及優化

2.2.1 凝汽器真空影響

2019年2月11日，2號機運行中凝汽器真空快速下降至保護動作值，機組跳閘。2月15日啟動后真空偏低約2 kPa，按1 kPa影響煤耗率增加約3.2g/kWh計算，造成2號機煤耗率升高6.4 g/kWh，影響全月2號機煤耗率偏高約3.6 g/kWh。

2.2.2 優化方案

（1）2019年3月7日啟動2號機備用真空泵，凝汽器真空上升1.5 kPa，影響煤耗率降低約4.8 g/kWh，表明機組真空嚴密性較差，需保持備用真空泵連續運行。

（2）2號機檢修時，進行凝汽器灌水嚴密性試驗，消除凝汽器汽側漏點。

2.3 2號汽輪機性能劣化分析及優化

2.3.1 2號汽輪機性能劣化分析

提取1號、2號機額定負荷運行數據分析，1號汽輪機高、中壓缸效率維持較好。2號機高壓缸效率比大修后降低3.4個百分點，中壓缸效率約降低5個百分點，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：結垢導致噴嘴和動葉表面的粗糙度大，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。

查閱歷史趨勢曲線，2017年12月26日2號機高壓缸排汽溫度上漲約10℃，計算高壓缸效率降低。主要可能原因：汽封間隙變大導致級段效率降低;高壓缸進汽插管密封（鐘罩式）密封效果差，主汽漏至高壓缸內外夾層進入高排;一抽進汽插管密封（活塞環式）密封效果變差，一段抽汽漏至高壓缸內外夾層進入高排;高壓缸過橋汽封漏汽量大。詳細數據見表3。

2.3.2 優化方案

（1）機組啟停及正常運行中必須嚴格控制汽水品質合格，建議調研實施機組汽水品質自動控制。

（2）2號機組大修時，對高中壓缸進汽插管密封、一段抽汽插管密封進行檢查，消除泄漏;對高中壓缸過橋汽封進行檢查，合理調整間隙;對高中低壓缸動、靜葉進行噴丸處理，消除結垢，對吹損葉片進行修復;合理調整軸封和汽封間隙;對靜葉持環進行變形測量，如有變形，可采用更換密封條的方法消除漏汽;如低壓內缸法蘭內張口，可沿張口部位開密封槽，在密封槽內鑲嵌經退火處理的紫銅線，阻斷漏汽。

3 結論

通過對某公司工業抽汽機組供電煤耗率異常升高進行分析，得到如下結論：

（1）采用冷再、熱再抽汽對外供汽機組，工業抽汽對供電煤耗率的影響只取決于供汽參數。

（2）采用正平衡計算供電煤耗率，應采用分爐計量方法。

（3）排除凝汽器真空影響因素，汽輪機本體性能劣化是相對緩慢、遞進的過程，應根據機組狀況結合大小修進行針對性治理。

參考文獻

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[2]宗緒東，孫奉仲.影響大型工業抽汽機組經濟性的問題及優化研究[J].電站系統工程，2018，34（5）：45-46.