纯凝机组改背压机案例分析

胡振东 赵文慧

中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西 太原030001

1 机组参数

汽轮机型式为:超高压、一次中间再热、双缸双排汽、单轴、直接空冷供热抽汽凝汽式汽轮机。给水回热级数为六级。一级调整抽汽,由中压缸排汽口抽出,供采暖用汽。

2 改造方案

抽汽凝汽式汽轮机改为背压式供热汽轮机,新增联通管,将中排上部两路排汽合并成一路DN1200供汽管道引出。同时在此管线上引出少量蒸汽,经减温减压后通入低压缸作冷却蒸汽。

原中压缸排汽下部抽汽去热网首站供热管道不变。低压缸两个进汽口,其中一个接入冷却蒸汽,另一个进行封堵。

低压转子成为一根光轴转子,连接高中压转子与发电机,起到传递扭矩的作用。低压转子改造后,应进行动平衡试验,防止由于转子的不平衡引起机组振动大。

改造后低压隔板全部拆除,保留低压内缸及喷水装置,需要对冷却喷水控制逻辑进行调整(原喷水点为85℃,需要适当上调)。低压缸温度较改造前温度要高,低压缸相对于运行层的向上膨胀量增加,而该机组轴承落地,相对于运行层的位置不变。因而需要重新设置低压缸汽封圈,同时调整汽封间隙,避免运行时转子与汽封圈发生碰磨。

汽轮机转子由三个轴承支撑,全部为椭圆瓦轴承,高中压转子由两个轴承支撑,低压转子由一个轴承支撑,推力轴承在#2轴承前。改造后,因#2、#3低压轴承荷载变化,轴承比压减小,为保持轴系的稳定性,需对原#2、#3低压轴承进行更换。

对空冷岛进行隔绝、废除。

改造后,将#6低压加热器切除,#4、#5低压加热器保留。低加疏水逐级自流回至排汽装置,通过凝结水泵升压后进入凝结水系统。

保留机组低压轴封系统和机组低压缸相关真空系统,同时对机组原有DEH 等控制系统进行相应调整,以确保机组安全运行。

改造后,机组成为背压机,仅在采暖期运行,非采暖期停止运行。因背压机以热定电的特点,在采暖期运行时机组只带基本负荷,不参与调峰。

3 改造后机组参数

序号项目单位 额定采暖抽汽工况最大采暖抽汽工况1主机功率k W 118(改造前)98(改造后)130(改造前)110(改造后)2主汽流量t/h 428.1 480 3主汽/再热温度℃535/535 535/535 4主汽压力MPa.a 13.24 13.24 5供热抽汽流量t/h 120(改造前)341(改造后)150(改造前)355(改造后)

4 机组的安全性

4.1 机组动平衡 本项目改造实施阶段,设计要求在真空状态下工作转速和临界转速时,单个轴承座振动速度有效值分别为Vr ms≤1.2 mm/s,Vr ms≤2.2 mm/s。试验结果为:在低于运行转速及运行转速时轴承座振动速度有效值为Vr ms=0.109 mm/s。未做临界转速试验。工作转速及以下工况动平衡的合格。

4.2 各轴系振动值 原主机协议中“在轴承座上测得的双振幅振动值,无论是垂直或横向均不大于0.0 25 mm;在任何轴颈上所测得的双振幅振动值不大于0.0 75 mm。”

汽轮机转子由三个轴承支撑,全部为椭圆瓦轴承,高中压转子由两个轴承支撑,低压转子由一个轴承支撑。

改造后测得1#、2#、3#X、Y向轴振动值均小于30μm,4#、5#轴X、Y向振动值均小于75μm,1、2、3号轴承为汽轮机高、中、低压缸轴承,4、5号轴承为发电机轴承。机组改造后并未影响各轴承的振动值。

5 主要经济指标

本工程实施后主要热经济指标见表:

序号项目单位改造前改造后1汽机进汽量t/h 428 428 2发电标煤耗g/k Wh 166.87 137.27年均全厂热效率%80.20 89.60 3 4供热年平均煤耗kg/GJ 38.14 38.14年均热电比%126.48 158.80 5

6 改造效果

抽凝机组改造为背压机后,供热能力增加46 MW,年供热量0.37×106GJ。改造前机组设计发电标煤耗为166.84g/k Wh,考虑区域小锅炉热效率为75%,供热标煤耗为45.55kg/GJ;改造后机组发电标煤耗为137.27g/k Wh,供热标煤耗为38.14kg/GJ。

按照上述数据计算,与区域小锅炉房供热相比,改造后本工程供热标准煤节煤量为0.47×104t/a。同时,减少烟尘排放0.47t/a;减少SO2排放

1.6 45t/a;减少NOx排放2.3 5t/a。