大型多缸凝汽式汽輪機(jī)改為供熱發(fā)電兩用汽輪機(jī)
------淺談汽輪發(fā)電機(jī)組的節(jié)能環(huán)保（五）
哈爾濱新時代能源環(huán)保設(shè)備有限公司 賀志昆 2017年11月1日
2016年3月22日國家發(fā)改委等五部委聯(lián)合印發(fā)的發(fā)改能源【2016】617號文件----《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》，大力提倡和鼓勵發(fā)展集中供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)，提出“力爭實(shí)現(xiàn)北方大中型以上城市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱率達(dá)到60%以上，20萬人口以上縣城熱電聯(lián)產(chǎn)全覆蓋”的目標(biāo),要求“規(guī)劃建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)以集中供熱為前提……燃煤機(jī)組必須采用背壓機(jī)組……”提倡“優(yōu)先對城市或工業(yè)園區(qū)周邊具備改造條件且運(yùn)行未滿15年的在役純凝發(fā)電機(jī)組實(shí)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(huán)水余熱利用等成熟、適用技術(shù)，鼓勵具備條件的機(jī)組改造成為背壓熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組”。
我公司成立十七年來，除供應(yīng)自行設(shè)計制造的高效背壓式汽輪機(jī)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(fā)電機(jī)組，并對其中約半數(shù)的汽輪機(jī)和業(yè)主已有的機(jī)組，根據(jù)業(yè)主的需要，進(jìn)行了不同內(nèi)容的節(jié)能改造，業(yè)主都很滿意，有的業(yè)主因改造后節(jié)能效果顯著而獲得省、市政府的節(jié)能獎狀和獎金；還有要淘汰的機(jī)組，通過改造獲得“新生”，企業(yè)從此“青春煥發(fā)”。結(jié)合本公司的汽輪機(jī)改造實(shí)踐，我們陸續(xù)介紹汽輪機(jī)的各種節(jié)能改造技術(shù)。
上次已介紹了單缸或多缸的純凝汽式汽輪機(jī)，怎樣改造成高背壓循環(huán)水供熱熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)，即背壓式汽輪機(jī)；改造成采暖期作背壓機(jī)運(yùn)行、非采暖期依舊純凝運(yùn)行的雙轉(zhuǎn)子汽輪機(jī)，今天再向各位介紹大型多缸純凝機(jī)組改供熱的另一種形式，即改為供熱、發(fā)電兩用的汽輪機(jī)，改造后，采暖期抽汽供熱，電功率隨抽汽量的增加而相應(yīng)有所下降；非采暖期關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，作純凝工況運(yùn)行。
這種供熱改造，由于工業(yè)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(yè)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(yīng)位置上打孔，在汽缸內(nèi)要將抽汽口后面原有的部分隔板拆除，改裝旋轉(zhuǎn)隔板來控制抽汽量，相對較復(fù)雜，改造成本高，停機(jī)時間長；而改造為采暖抽汽機(jī)組就比較簡單，改造投資省，停機(jī)損失小，供熱效果相當(dāng)好，具體改造方案舉例如下：
1、改造前機(jī)組（N135-13.2/535/535）的技術(shù)規(guī)范
序號 | 項目 | 單位 | 新機(jī)性能 |
1 | 名稱 | 135MW超高壓中間再熱凝汽式汽輪機(jī) | |
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(zhuǎn)速 | r/min | 3000 |
6 | 旋轉(zhuǎn)方向 | 從汽輪機(jī)端向發(fā)電機(jī)看為順時針方向 | |
7 | 進(jìn)汽壓力 | MPa(a) | 13.2 |
8 | 進(jìn)汽溫度 | ℃ | 535 |
9 | 進(jìn)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?zé)嵯到y(tǒng) | 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(fā)電機(jī)原則上不改造。
2.2汽輪機(jī)本體基礎(chǔ)不動。
2.3利用成熟、可靠的技術(shù)對機(jī)組進(jìn)行供熱改造設(shè)計，通過改造設(shè)計確定抽汽量，對通流性能和軸向推力進(jìn)行校核，確保改造后能平穩(wěn)、安全運(yùn)行，把本機(jī)改造為進(jìn)汽量大于或等于額定進(jìn)汽量時，具有最大供熱抽汽量200t/h的供熱發(fā)電兩用汽輪機(jī)。
2.4抽汽量可以調(diào)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(shè)計計算，回水接至某低加出口的主凝結(jié)水管道上。
2.6過橋管的高度應(yīng)充分考慮車間內(nèi)轎式起重機(jī)的起吊高度。
3、改造為采暖發(fā)電兩用機(jī)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(xiàn)役機(jī)組更換帶有抽汽的中低缸的連通管，在連通管上加裝調(diào)節(jié)蝶閥，供熱抽汽管道從調(diào)節(jié)蝶閥前連通管上接出，供熱管道上依次安裝安全閥、快關(guān)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(yīng)按汽輪機(jī)制造廠的使用規(guī)范設(shè)置。調(diào)節(jié)蝶閥用于調(diào)節(jié)連通管上的抽汽壓力，開度應(yīng)保證低壓缸的冷卻流量。快速關(guān)閉閥的作用是快速關(guān)閉，防止汽輪機(jī)超速及進(jìn)水。氣動止回閥也具有快速關(guān)閉功能。
3.2對于再熱式機(jī)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(yīng)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(jī)組純凝工況的主要技術(shù)規(guī)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(shù)： 13.24MPa、535℃；
4.4額定流量：395t/h；
4.5最大流量：440t/h；
4.6額定轉(zhuǎn)速：3000r/min；
4.7旋轉(zhuǎn)方向：從汽輪機(jī)朝發(fā)電機(jī)方向看，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)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(shù)：
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(nèi)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(biāo)
5.1改造后純凝工況的各項技術(shù)參數(shù)基本不變。
5.2供熱工況下，汽輪機(jī)在進(jìn)汽量大于或等于額定進(jìn)汽量時的最大供熱抽汽量為200t/h。
5.3汽輪機(jī)改造部分大修周期不少于5年，強(qiáng)迫停機(jī)率小于2%。
5.4軸系臨界轉(zhuǎn)速值與工作轉(zhuǎn)速避開15%以上，軸系臨界轉(zhuǎn)速的分布保證有安全的暖機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)行超速試驗。
5.5汽輪機(jī)正常運(yùn)行時，高中、低壓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速時瓦振不大于0.1mm。
5.6汽輪發(fā)電機(jī)組軸系失穩(wěn)轉(zhuǎn)速大于3900r/min。
5.7機(jī)組能在周波48.5-50.5Hz的范圍內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行的強(qiáng)度要求。
5.9改造后，實(shí)際供熱時最大抽汽量不超過設(shè)計值（200t/h），同時最低投供熱電負(fù)荷為101.25MW，即在此負(fù)荷以上方允許投入供熱，以避免產(chǎn)生零推力或負(fù)向推力，并確保抽汽管道的安全，避免影響機(jī)組的運(yùn)行安全。
5.10改造后，供熱工況下抽汽對加熱器的運(yùn)行及抽汽管道不產(chǎn)生影響，抽汽后回?zé)嵯到y(tǒng)仍能保持正常運(yùn)行。
5.11最大供熱工況下，低壓缸進(jìn)汽流量滿足運(yùn)行要求。
6、各種不同容量的大型多缸冷凝式汽輪機(jī)改發(fā)電供熱兩用汽輪機(jī)后的供熱參考數(shù)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(jī)組 | 0.7-1.0 | 260 | 200 | 分缸壓力0.7-1.0MPa |
125MW等級機(jī)組 | 0.25 | 250 | 200 | 分缸壓力0.25MPa |
200MW等級三缸兩排汽機(jī)組 | 0.245 | 245 | 400 | |
200MW等級三缸三排汽機(jī)組 | 0.245 | 245 | 150-200 | |
300MW等級機(jī)組 | 0.7-0.9 | 310-350 | 500 | 適用哈汽、上汽、東汽機(jī)組 |
本公司主要業(yè)務(wù)：二手汽輪發(fā)電機(jī)組供貨和工程承包、汽輪機(jī)節(jié)能改造、自行設(shè)計和制造的高效背壓機(jī)供貨和工程承包，歡迎業(yè)主來電、來函，進(jìn)行咨詢，互相交流節(jié)能環(huán)保的經(jīng)驗體會。我們本著“誠信為本、技術(shù)創(chuàng)新、精益求精、用戶至上”的宗旨，竭誠為你們服務(wù)好。
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