大型多缸凝汽式汽輪機改為供熱發電兩用汽輪機
------淺談汽輪發電機組的節能環保（五）
哈爾濱新時代能源環保設備有限公司 賀志昆 2017年11月1日
2016年3月22日國家發改委等五部委聯合印發的發改能源【2016】617號文件----《熱電聯產管理辦法》，大力提倡和鼓勵發展集中供熱和熱電聯產，提出“力爭實現北方大中型以上城市熱電聯產集中供熱率達到60%以上，20萬人口以上縣城熱電聯產全覆蓋”的目標,要求“規劃建設熱電聯產應以集中供熱為前提……燃煤機組必須采用背壓機組……”提倡“優先對城市或工業園區周邊具備改造條件且運行未滿15年的在役純凝發電機組實施采暖供熱改造”，“供熱改造要因廠制宜采用打孔抽汽、低真空供熱、循環水余熱利用等成熟、適用技術，鼓勵具備條件的機組改造成為背壓熱電聯產機組”。
我公司成立十七年來，除供應自行設計制造的高效背壓式汽輪機之外，已為中外用戶提供了近500套的各種型號的二手汽輪發電機組，并對其中約半數的汽輪機和業主已有的機組，根據業主的需要，進行了不同內容的節能改造，業主都很滿意，有的業主因改造后節能效果顯著而獲得省、市政府的節能獎狀和獎金；還有要淘汰的機組，通過改造獲得“新生”，企業從此“青春煥發”。結合本公司的汽輪機改造實踐，我們陸續介紹汽輪機的各種節能改造技術。
上次已介紹了單缸或多缸的純凝汽式汽輪機，怎樣改造成高背壓循環水供熱熱電聯產汽輪機，即背壓式汽輪機；改造成采暖期作背壓機運行、非采暖期依舊純凝運行的雙轉子汽輪機，今天再向各位介紹大型多缸純凝機組改供熱的另一種形式，即改為供熱、發電兩用的汽輪機，改造后，采暖期抽汽供熱，電功率隨抽汽量的增加而相應有所下降；非采暖期關閉調節閥，作純凝工況運行。
這種供熱改造，由于工業抽汽和采暖抽汽的抽汽壓力不同，改造方法也不同。用于工業抽汽的壓力一般在1mpa左右，需要在中壓缸上與抽汽壓力符合要求的相應位置上打孔，在汽缸內要將抽汽口后面原有的部分隔板拆除，改裝旋轉隔板來控制抽汽量，相對較復雜，改造成本高，停機時間長；而改造為采暖抽汽機組就比較簡單，改造投資省，停機損失小，供熱效果相當好，具體改造方案舉例如下：
1、改造前機組（N135-13.2/535/535）的技術規范
序號 | 項目 | 單位 | 新機性能 |
1 | 名稱 | 135MW超高壓中間再熱凝汽式汽輪機 | |
2 | 型式 | 單軸、雙缸雙排汽、中間再熱、凝汽式 | |
3 | 最大功率 | MW | 141.7 |
4 | 額定功率 | MW | 135 |
5 | 額定轉速 | r/min | 3000 |
6 | 旋轉方向 | 從汽輪機端向發電機看為順時針方向 | |
7 | 進汽壓力 | MPa(a) | 13.2 |
8 | 進汽溫度 | ℃ | 535 |
9 | 進汽量（額定/最大） | t/h | 398/420 |
10 | 冷卻水溫 | ℃ | 20(Max.33) |
11 | 給水溫度 | ℃ | 240 |
12 | 排汽壓力 | kPa(a) | 4.9 |
13 | 回熱系統 | 臺 | 2JG+1CY+3JD |
14 | 汽耗（額定） | kg/(kW.h) | 2.949 |
15 | 熱耗（額定） | kJ/(kW.h) | 8130.8 |
2、改造原則
2.1鍋爐、發電機原則上不改造。
2.2汽輪機本體基礎不動。
2.3利用成熟、可靠的技術對機組進行供熱改造設計，通過改造設計確定抽汽量，對通流性能和軸向推力進行校核，確保改造后能平穩、安全運行，把本機改造為進汽量大于或等于額定進汽量時，具有最大供熱抽汽量200t/h的供熱發電兩用汽輪機。
2.4抽汽量可以調整，抽汽壓力范圍為0.25-0.32mpa(絕對壓力)，供熱溫度235-265℃。
2.5供熱回水按80℃設計計算，回水接至某低加出口的主凝結水管道上。
2.6過橋管的高度應充分考慮車間內轎式起重機的起吊高度。
3、改造為采暖發電兩用機組的方法
3.1主要是從中、低壓缸間連通管上抽汽供熱，為現役機組更換帶有抽汽的中低缸的連通管，在連通管上加裝調節蝶閥，供熱抽汽管道從調節蝶閥前連通管上接出，供熱管道上依次安裝安全閥、快關閥、氣動止回閥。安全閥主要防止連通管道超壓，安全閥的排放量、啟跳壓力、回座壓力應按汽輪機制造廠的使用規范設置。調節蝶閥用于調節連通管上的抽汽壓力，開度應保證低壓缸的冷卻流量。快速關閉閥的作用是快速關閉，防止汽輪機超速及進水。氣動止回閥也具有快速關閉功能。
3.2對于再熱式機組，若供汽所需壓力、溫度高于中低壓缸連通管蒸汽的壓力、溫度，可以選擇在再熱管的冷段管道上或熱段管道上的相應位置開孔抽汽，其方法與在中低壓缸連通管上開孔抽汽供熱相似，在此不一一贅述。
4、改造后機組純凝工況的主要技術規范
4.1型號：NC135/123-13.24/0.30/535/535；
4.2額定功率：135MW；
4.3額定蒸汽參數： 13.24MPa、535℃；
4.4額定流量：395t/h；
4.5最大流量：440t/h；
4.6額定轉速：3000r/min；
4.7旋轉方向：從汽輪機朝發電機方向看，汽輪機轉向為順時針；
4.8背壓：4.9kpa；額定熱耗8140KJ/KW.h。
4.9改造后各種抽汽工況下的參數：
排汽壓力為4.9kpa，供熱流量從100t/h增加到200t/h時，中排壓力在0.25至0.32mpa范圍內變化，溫度在230℃-260℃間變化，電功率從123MW，減少到111MW，主蒸汽流量從421t/h增加到440t/h，熱耗從7235，降低至6034KJ/KW.h。
5、改造后的其他性能指標
5.1改造后純凝工況的各項技術參數基本不變。
5.2供熱工況下，汽輪機在進汽量大于或等于額定進汽量時的最大供熱抽汽量為200t/h。
5.3汽輪機改造部分大修周期不少于5年，強迫停機率小于2%。
5.4軸系臨界轉速值與工作轉速避開15%以上，軸系臨界轉速的分布保證有安全的暖機轉速和進行超速試驗。
5.5汽輪機正常運行時，高中、低壓轉子的各軸承軸瓦振動雙振幅值不大于0.03mm，軸振不大于0.076mm；通過臨界轉速時瓦振不大于0.1mm。
5.6汽輪發電機組軸系失穩轉速大于3900r/min。
5.7機組能在周波48.5-50.5Hz的范圍內持續穩定運行。
5.8改造后，最大供熱工況下通流部分各部件滿足長期運行的強度要求。
5.9改造后，實際供熱時最大抽汽量不超過設計值（200t/h），同時最低投供熱電負荷為101.25MW，即在此負荷以上方允許投入供熱，以避免產生零推力或負向推力，并確保抽汽管道的安全，避免影響機組的運行安全。
5.10改造后，供熱工況下抽汽對加熱器的運行及抽汽管道不產生影響，抽汽后回熱系統仍能保持正常運行。
5.11最大供熱工況下，低壓缸進汽流量滿足運行要求。
6、各種不同容量的大型多缸冷凝式汽輪機改發電供熱兩用汽輪機后的供熱參考數值
名 稱 | 供汽壓力（MPa） | 供汽溫度（℃） | 最大可供汽量（t/h） | 備 注 |
125MW等級機組 | 0.7-1.0 | 260 | 200 | 分缸壓力0.7-1.0MPa |
125MW等級機組 | 0.25 | 250 | 200 | 分缸壓力0.25MPa |
200MW等級三缸兩排汽機組 | 0.245 | 245 | 400 | |
200MW等級三缸三排汽機組 | 0.245 | 245 | 150-200 | |
300MW等級機組 | 0.7-0.9 | 310-350 | 500 | 適用哈汽、上汽、東汽機組 |
本公司主要業務：二手汽輪發電機組供貨和工程承包、汽輪機節能改造、自行設計和制造的高效背壓機供貨和工程承包，歡迎業主來電、來函，進行咨詢，互相交流節能環保的經驗體會。我們本著“誠信為本、技術創新、精益求精、用戶至上”的宗旨，竭誠為你們服務好。
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