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机组切缸改造后回热系统运行分析

2024-10-17 323 上传者：管理员

摘要：由于工业生产需要，工业用汽量不断增多，汽轮机中排抽汽能力有限，无法满足工业用汽需求，因而需对汽轮机进行切缸改造，既能保证机组运行安全性和经济性，还能增加机组抽汽量。

关键词：
两缸两排汽
切缸
回热系统
工业抽汽
汽轮机
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某电厂机组为亚临界机组，再热方式为一次再热，汽轮机为两缸两排汽、抽汽凝汽式。单台机组额定供汽量为180 t/h, 最大供汽量为410 t/h。近期随着工业生产用汽需求的进一步增长，该机组目前中排供汽能力无法满足用户的需求，需考虑对机组低压缸进行通流改造，同时要求低压缸具备切缸能力，可以通过切除低压缸运行提高汽轮机的供汽能力。

1、机组改造前概况

某电厂汽轮机组为亚临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、抽汽凝汽式汽轮机。机组型号为C300/260-16.7/0.981/538/538。机组设置8级回热(3高加+1除氧+4低加),1号和2号高加位于高压缸、3号高加和除氧器位于中压缸，4级低加位于低压缸；机组通流级数分别为高压I+12级、中压9级、低压2×7级。机组在中排位置设置工业抽汽口，采用连通管蝶阀调整抽汽方式进行抽汽，额定抽汽压力为0.981 MPa.a, 额定抽汽量为180 t/h, 最大抽汽量为410 t/h。

2、机组低压缸通流+切缸改造方案说明

(1) 高压、中压部分不进行改造，高压、中压缸效率按照机组改造前性能试验效率进行修正，高中压的配汽部分与原机组相同，配汽部分相关曲线均与原机组热力特性相关内容一致。

(2) 低压模块采用目前最新的气动设计手段，通流部分应用了多级小焓降反动式后加载叶型，可以保证汽轮机低压缸高效运行，同时满足现场低压缸切除改造要求。

低压缸通流改造利用先进的三维结构设计及分析技术，低压内缸采用360°蜗壳式铸铁大内缸设计。由于铸铁材质的特性，可以极大减少缸体变形引起的中分面漏汽问题，360°蜗壳进汽结构可以降低进汽损失，提高机组通流运行效率。同时采用自密封型缸体，保证低压内缸良好的刚性和密封性。

(3) 机组改造后各级回热抽汽参数及位置基本不变。

(4) 机组改造后轴向推力与改造前机组轴向推力相当。

(5) 在中低压连通管位置增加一个供汽口，满足供汽需求。在中低压连通管位置增设一个旁路，中压缸排汽大约有20～30 t/h蒸汽通过旁路引入低压缸，冷却低压缸转子及叶片，其余蒸汽全部抽走，低压缸转子基本不做功，仅起传递扭矩的作用。

(6) 机组回热系统需进行改造，5号低加、6号低加汽源切换为4抽；7号、8号低加汽测切除，水侧正常运行。凝结水在7号低加出口利用烟气余热加热后，再用20 t/h蒸汽进行加热后进入6号低加凝结水入口，然后从6号低加凝结水入口旁掉部分凝结水混合至4号加热器凝结水入口。

3、机组回热系统改造方案详细说明

本项目机组中排位置抽汽用于工业用汽，工业用汽不回收，直接补水至凝汽器。低压缸设置4级低加，低压缸切除运行后，4级低加汽侧停用，进入除氧器凝结水温度偏低，除氧器位于中排位置，中排抽汽压力为0.981 MPa.a, 除氧器凝结水出水温度恒定，导致该级回热抽汽量增大，管道流速偏高，超过设计值。为了保证除氧器级回热抽汽管道流速满足安全运行要求，需考虑对回热系统进行如下优化改造：

(1) 5号和6号低加正常投运，汽源取自中排抽汽管道，然后通过减温减压后至加热器；减温水来自凝结水泵出口，在此设计过程中要充分保证5号低加和6号低加抽汽管道流速满足设计要求；

(2) 利用烟汽预热利用部分热量加热凝结水，提高凝结水温度，经计算可将凝结水温度提高至46.1 ℃;

(3) 从中排抽20 t/h蒸汽经过减温减压后加热凝结水，将凝结水从46.1 ℃加热至63.8 ℃进入6号低加；

(4) 旁掉部分凝结水直接引至除氧器凝结水入口，与5号低加出口凝结水混合后进入除氧器，旁掉的凝结水量为310 t/h。

机组切缸改造后运行热平衡图如下所示。

回热系统经过一系列改造后，4抽、5抽及6抽回热抽汽管道流速均能达到设计要求，充分保证了机组在切缸状态下安全、稳定运行。

机组进行切缸改造后，大大提高了机组供热能力和电调峰能力、提高了机组运行经济性，具体计算结果如下：

(1) 机组切缸运行时，供汽量增加了197.48 t/h;

(2) 机组电调峰能力增加了17.13 MW;

(3) 低压缸效率达到88%,优于改造前机组低压缸效率。

4、结束语

本项目机组低压缸进行改造后，实现了低压缸切除后深调能力，同时提高了机组的供热抽汽能力和经济性，更大程度地提高机组经济效益、社会效益、环保效益，同时可以保证机组安全、稳定运行。