提高300MW汽轮机机组经济性的措施

提高300MW汽轮机机组经济性的措施

李文中

李文中

（江苏徐矿综合利用发电有限公司江苏徐州221137）

摘要：以300MW汽轮机机组经济性运行影响因素为切入点，对汽轮机机组高压缸运行效率、机组轴封与疏水系统、机组运行背压等进行了技术改造，旨在提高300MW汽轮机机组运行经济性，为电力企业获取更多地经济效益。

关键词：300MW；汽轮机；机组；经济性；措施

我国电站工业中首台国产引进型由上汽研制并于1987年投运，稍后几年中东汽、北重、哈汽也各自从国外引进技术、开发并投运了大量国产引进型亚临界300MW汽轮机组。大量的国产300MW汽轮机组已成为电网发展的主力，为国家国民经济发展作出巨大贡献。因此，对300MW汽轮机组运行经济性进行探讨对提高电力企业经济性、促进国民经济发展而言具有重要意义。

1300MW汽轮机机组运行经济性提升的影响因素分析

1.1300MW汽轮机机组运行负荷超出额定范围值

300MW汽轮机机组经济性波动的形成与机组负荷变化密切相关，当300MW汽轮机机组负荷低于额定负荷值时，机组运行经济性处于最佳状态，机组磨损程度最低；当300MW汽轮机机组负荷超出额定范围值时，机组的高压、调节、节流等部分很可能出现能量损失，从而影响汽轮机机组运行经济性的提升。

1.2300MW汽轮机机组系统故障

300MW汽轮机机组系统故障对机组运行经济性的影响主要表现在如下几方面：（1）300MW汽轮机机组通流系统可能出现结垢、密封减弱、封堵不全等问题，能够对汽轮机机组通流效率的提升产生直接影响；（2）300MW汽轮机机组真空系统值呈发幅度波动，尤其是真空状态与进气量值波动，容易降低真空系统热效率，改变汽轮机机组工作状态；（3）300MW汽轮机机组的管道、阀门故障，导致热量、水、气体等迅速流失，直接降低汽轮机机组的能量转换功率，降低机组运行经济性。

1.3300MW汽轮机机组运行参数改变

300MW汽轮机机组运行参数控制错误，譬如：蒸汽含熵量下降会严重影响发电机的使用功能，加之该问题发生在汽轮机机组进气量维持不变的情况下，故障发生的隐蔽性较强，较难及时发现。

2300MW汽轮机机组运行经济性提升策略

2.1300MW汽轮机机组高压缸运行效率的提升

促进300MW汽轮机机组高压缸运行效率提升的措施主要表现在如下几方面：

1、改变汽轮机机组运行方式

以西屋引进型300MW汽轮机机组为例，其高调门共6个，在运行条件下，5VWO工况基本符合300MW汽轮机机组对运行额定负荷的需求。可以尝试以5VWO工况为基础，对气压、进气量进行调节，从而调整机组运行负荷。但部分电厂可能使用6阀同阀位节流运行方式，在负荷不变且相同的状态下，5VWO工况效率要比高压缸效率高4%~5%。据此可知，对亚临界参数的300MW汽轮机机组而言，高压进汽节流压每损失2%，机组高压缸运行效率即会下降1%。

由此可见，机组运行方式选择是否合理能够对机组运行经济性及高压缸温度等产生直接影响，负荷越高差别越小，如滑压运行方式适用于部分负荷状态。通常情况下300MW汽轮机机组选择定—滑—定的运行方式，也就是负荷超80%时采用非单阀节流的顺序阀定压运行，中间负荷选用3或4阀滑压运行方式；负荷低于30%时，则选用定压运行方式。

对汽轮机机组的汽水品质要进行严格的控制，目前部分电厂水质中的氧、二氧化硅含量严重超出规定标准值，造成机组通流隔板叶片结垢，腐蚀高压缸。经调查资料显示，若高压缸叶片结构厚度超出1mm时，会严重降低机组运行效率。

2、高压缸检修

高压缸修复保养作业的开展，要以产品制造厂的要求为考虑点对汽封间隙和叶片进行调整、清洗，检查内外缸中分面的密合性及分面螺栓的预紧力。

3、高压缸技术改造

大规模高压缸改造需全部更换高压通流部分的配件，包括：减少高压排汽缸损失、调换转子隔板汽封型式及叶片型线、对高压各级焓降进行分配处理等，全部改造完成后的高压缸地运行效率可被提高3%~4%。

短期、小规模高压缸技术改造内容主要包括如下几方面：（1）调换转子与隔板汽封型式，选择镶嵌式或弹簧式汽封；（2）可尝试使用布莱登汽封型式；（3）缩减调节级等位置的汽封间隙比例。

2.2改良机组运行背压

调查资料显示，除严寒的冬季之外，300MW机组运行背压不低于8KPa，与机组设计背压值4.9或5.4KPa相比，明显超值。经微增出力试验证实，真空下降值与热耗恶化存在直接相关性，前者每下降1KPa，后者恶化约达1%。据此可知，300MW汽轮机机组存在极大地降耗余地。

汽轮机机组产生真空差的原因为：环境温度持续增高，会增大排汽热负荷，加之其它流入热源影响，会降低凝汽器的表面换热效果，导致冷却介质恶化，使得汽轮机机组产生真空差。下面将对各关键因素进行详细讨论：（1）环境温度，机组运行背压存在季节性差异，背压波动值在3KPa左右，能够对汽轮机机组运行经济性产生3%的影响；（2）热负荷，在额定功率下，若全厂热耗增加，必然增大进气量，排气量也随之同比增加，凝汽器内所接收的热量也会上升；（3）换热系数恶化，热换系数恶化多由管子表面物理特性退化、管子生锈、胶球清洗装置无法正常投入所致；（4）冷却介质恶化，多由冷却介质夹带泥沙、循环水变脏所致。

2.3改良汽轮机机组的的疏水系统

为防止汽轮机内进入过量水汽形成冲击危害，必须把疏水系统设置在机组全系统内。经改造试验表明，抽汽、本体、4大管道等位置的疏水点约40%能够撤销或合并。另外，疏水阀门密封性易被降低，需加大疏水阀门密封性监管工作力度，以提升机组运行经济性。

3结语

综合上述分析可知，提高300MW汽轮机机组运行经济性的必要优化措施为控制各类阀门密封性、规整各类蒸汽参数、改良机组疏水系统、机组背压，并加大汽轮机机组检修力度，借鉴国外汽轮机经济性运行经验，尽可能地从设计角度解决这类问题。

参考文献

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