汽轮机抽汽供热改造措施

汽轮机抽汽供热改造措施

张向斌

（宁夏宁东供热有限公司宁夏回族自治区灵武市750411）

摘要：随着我国经济的快速发展，火力发电厂的所发挥的作用愈加明显，而汽轮机（蒸汽透平发动机）作为火力发电厂的主要装置之一，也必须要跟上社会和技术的发展脚步，这样才能不拖火电厂前进的后腿，加速社会的发展。本文从各个角度介绍了可以改造汽轮机抽汽供热的多种措施，通过改造汽轮机的抽汽供热来获得更多的经济效益。

关键词：汽轮机；抽汽供热；改造

汽轮机是火力发电厂的重要组成部分之一，加强对汽轮机抽汽供热的改造才能增大火力发电厂对资源的利用率，继而减少资源的使用量，形成绿色环保的火力发电厂，这也正是时代进步需要我们做到的结果。根据目前的情况来说，汽轮机抽泣供热系统还达不到国家要求的标准和规范，因此需用全力去改造汽轮机，下面来介绍汽轮机抽气供热的改造措施。

1低真空供热改造

低真空供热，就是将汽轮机凝汽器的真空降低，提高汽轮机的排汽温度，利用汽轮机的排汽来加热冷却水，提高冷却水的出口温度，并利用其对外进行供热的运行方式。该方案的实质是将排汽压力由0.005MPa提高至0.0255MPa，来提高排汽温度，把凝汽机组的冷源损失用于采暖供热，冷却水出入口温升达到10℃，成为完全的热电联产供热机组，实现能源的梯级利用[1]。低真空供热改变了汽轮机热力工况，使汽轮机在变工况下运行，通过实践对机组的功率、效率、轴向推力、辅机运行工况等参数的变化对汽轮机及供热系统安全稳定运行没有影响，机组整体经济效益显著，该技改项目比较成功。采暖期汽轮机低真空供热运行，凝汽器作为热网加热器使用，利用机组排汽加热采暖回水；非采暖期汽轮机真空运行，冷却循环水通过原设计循环水系统至冷水塔冷却。改造后的供热系统，加热蒸汽部分的设备不变。50℃热网回水首先通过凝汽器吸收排汽热量，然后通过热网循环泵，再依次流经基本热网加热器和尖峰热网加热器后达到115℃，然后通过管道对外供热。

下图为汽轮机低真空供热改造示意图：

2对汽轮机进行应力分析改造

由于汽轮机转子的工作温度高、寿命限制位置、可接近性和转速高，因此汽轮机部件的应力测量非常困难。汽轮机部件的应力由热应力限制器和在线评估电流应力的监控系统进行估算。热应力限制器的主要目标是限制汽轮机部件中的应力振幅，以完全达到所需的启动和关闭循环次数[2]。应力是根据位于蒸汽通道入口的高压和中压内缸内的启动探头温度测量值计算的，高压和中压阀箱的应力计算需采用基于保护阀箱前的蒸汽温度测量和保护阀箱的金属温度测量的积分法。

下图为对汽轮机进行应力分析改造示意图：

3压力匹配器的改造

压力匹配器是汽轮机的重要组成部分，通过压力匹配器，可以将具有高压的蒸汽用做启动的动力，继而来提高压力匹配器中的蒸汽压力[3]。压力匹配器可以利用压力差将内部的高压蒸汽通过喷口喷射而出，并可以利用压力将低压蒸汽和高压蒸汽进行混合，最终可以提升高压和低压蒸汽的总压力，从而可以为后面提供最为适宜的供热蒸汽压力。

下图为汽轮机压力匹配器的示意图：

4蒸汽经过路径改造

汽轮机功率损失从开始到结束，每台汽轮机增加0.9兆瓦或1.8兆瓦。经过研究发现疏水阀损失的蒸汽量估计为290万千克/年，疏水阀的调查有助于确定锅炉输出蒸汽和涡轮进口之间的差距。蒸汽吹灰器管道上的疏水阀，防止了蒸汽吹灰器管道中的水对锅炉管道造成严重的损害，因此必须要及时得到解决和纠正，防止汽轮机内部的损坏。许多阀门和泄漏都是为了增加流向涡轮的蒸汽流量，进一步减少锅炉到涡轮之间的蒸汽流量，因此有许多阀门和泄露是必要的。通过对蒸汽的经过路径进行改造，可以有效的提升汽轮机抽汽供热的能力，进而发挥汽轮机真正的作用力。

5利用背压式汽轮机降低抽汽高压

在加热改造过程中，由于纯凝汽式汽轮机的中压缸比热电式汽轮机的级数少，从中压缸和低压缸之间的连通管中抽出的蒸汽压力远高于所需的加热压力，用这种高压蒸汽加热会导致能源的极度浪费，为解决这一问题，可以利用背压式汽轮机降低抽汽高压，在此基础上，合理的压力蒸汽在供热管网中随水传热，从单、双改造机组的角度，分别建立了分析模型，通过研究发现在不影响正常供热的情况下，机组恢复了汽轮机工作的最大功率。该改进方案具有结构简单、维护操作方便的优点，但如果是对双级改造机组进行改造，那么该系统的设计就需要更复杂些，但由于采用了串联式热力系统加热器，可以获得更大的功率，能量的梯级利用效果更为明显。通过背压式汽轮机降低抽汽高压来对汽轮机进行改造，可以提升汽轮机抽汽供热的能力，而且还可以获得更多的经济效益。

下图为背压式汽轮机降低抽汽高压示意图：

6结束语

综上所述，根据不同的情况下需要采用不同的改造方案，这样才能充分利用现有资源提升汽轮机的抽汽供热能力。火力发电厂的发展离不开汽轮机的帮助，通过对汽轮机抽汽供热的改造，也间接的提高的火力发电厂的工作能力和发展能力。

参考文献：

[1]薛朝囡，杨荣祖，王汀，etal.汽轮机高低旁路联合供热在超临界350MW机组上的应用[J].热力发电，2018，v.47；No.378（05）：107-111.

[2]韩涛，徐亚涛，张磊，etal.330MW亚临界机组通流改造及供热抽汽系统优化研究[J].电站系统工程，2017（05）：40-43+46.

[3]戈志华，孙诗梦，万燕，etal.大型汽轮机组高背压供热改造适用性分析[J].中国电机工程学报，2017（11）：162-168+323.