50MW高压超高温一次中间再热汽轮机在煤气发电的应用

50MW高压超高温一次中间再热汽轮机在煤气发电的应用

赵琪

东方电气集团东方汽轮机有限公司，四川 德阳，618000

摘要：在炼焦、炼铁、炼钢行业，生产过程中会产生一种副产品和重要的消费能源，是一种无色、有臭味、有毒的易燃易爆气体，这就是我们所谓的煤气。随着国家愈来愈重视环保的问题，对煤气的回收、利用可以用于化工产品的生产以及燃烧发电，顺应了绿色环保的潮流。本文介绍了高压超高温再热汽轮机在煤气利用发电的情况。

关键词：汽轮机 高温超高压 一次再热 发电

1引言

在炼焦生产流程、炼铁生产过程、炼钢工艺生产过程中都会不由自主的产生一些气体，这些气体又根据不同的生产过程，又大致被归类为焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气。煤气是一种易燃、高燃烧值的气体，回收利用各种煤气、回收产生的余热是炼焦、炼钢行业进一步节能环保、绿色发展的重要手段。根据2016年中钢协统计数据显示：高炉吨钢综合能耗电耗387.29kWh/t，吨钢电耗471.55kWh/t。

1.1一次再热在煤气发电利用现状

1.1.1一次再热技术背景

从2007年以来，东方汽轮机有限公司就开始着力于自主研发，新一代超高温高压中间一次再热五万千瓦等级工业用汽轮机，第一台工业汽轮机机组在河南省成功投运后，该类型的汽轮机技术便得到了广泛应用，该汽轮机各方面性能指标远超同型机组。

1.1.2 汽轮机应用

2018年4月，1×50MW高压超高温一次中间再热汽轮机，在河南信阳钢铁集团投运成功。2022年3月，同类型的1×50MW高压超高温一次中间再热汽轮机再次被业主认可，在河南信阳钢铁集团再次投运成功，效果良好。

2高压超高温再热汽轮机技术

2.1技术规范

经过同类型机组的优化和创新，东汽自主开发了新一代高压超高温一次中间再热汽轮机，汽轮机产品型号D50AF。

2.1.1设计参数

汽轮机机组型号：N50MW-13.2Mp、535℃、535℃型，机组类型：高压超高温、一次中间再热、三缸单排汽、单轴、凝汽式，背压7KPa，额定功率50MW，最大功率55MW。

汽轮机的旋向—从发电机方向向汽轮机方向目测：为逆时针方向旋转。汽轮机的额定工作转速为3000转/分。汽轮机抽汽级数设定为6级，汽轮机允许工作的最高背压为14.7kPa，机组的配汽类型：通过喷嘴配汽。

汽轮机的具体结构是一次中间再热，高压、中压、低压三缸凝汽式汽轮机。汽轮机的汽缸由高压模块、中压模块以及低压模块三个模块组成，中低压通流有14级，高压通流有9级。末级动叶是高效的660动叶片，该动叶片最终形成的排汽面积是4.11平方米。

汽轮机采用1级除氧器、3级低压和2级高压—六级回热系统。同时，设置了疏水旁路，以备事故状态发生时，逐级自流返回至凝汽器。轴封供汽系统是自密封型的，符合防止汽轮机进水而损坏汽轮机的措施要求。汽轮机本体外形尺寸，长度约9300mm，宽度约7700mm，高度约3400mm。

汽轮机汽缸：上汽缸重量约为30T，下汽缸重量约为47T，检修吊装时最大重量为47T。

机组安装时，最大起吊高度为7.5m。

2. 2机组结构特点

2.2.1汽轮机轴系

发电机转子、汽轮机转子共同组成发电机组的轴系。

2.2.2汽轮机汽缸

因汽轮机的进汽温度非常高，高压缸的进汽、喷嘴室的设计适当进行了加强，以确保机组的运行稳定。提供揭缸时，分开汽缸结合面的装置和措施，采用顶开螺钉，汽缸上下半设有吊耳。

2.2.3汽轮机阀门

汽轮机布置2个主汽阀（布置在机组的左右两侧），再热蒸汽调节阀布置2个。

2.2.4汽轮机通流

喷嘴室均采用4组喷嘴，不同的进汽口分别对应不同的喷嘴组。通流的每一级动叶片均采用自带冠叶片，高效加载型叶片都应用在每一级静叶片，达到了高效的光滑子午面流道的要求。

2.2.5汽轮机盘车装置

本汽轮机的盘车装置：自动啮合型的电动盘车装置，并设置在后轴承座内。

3机组运行特点

3.1汽轮机配汽方式

本汽轮机采用阀门管理+喷嘴配汽，由调节阀油动机的配汽杠杆，进一步拉动提升杆，最终形成需要设定的阀门开度。

3.2运行操作方式

本汽轮机按定—滑—定或定压运行，安全运行过程中允许的最高背压达14.7KPa，允许的最高排温小于一百摄氏度，汽轮机允许的可以长期稳定运行的最小功率为15MW，该功率至50MW额定负荷范围值内，汽轮机可以持续稳定的运行。

4 综合应用前景

4.1技术前景

    从2007年以来，东汽一直针对工业汽轮机进行自主创新、研发升级，对各种等级功率的中间再热汽轮机机组不断推出适应市场的新型技术，55MW、65MW、80MW等各种等级的技术研发已经完成，并有多台投运业绩。

4.2国内综合应用

该类型机组主要应用于各种钢铁、焦化企业余热综合开发利用，2017年以来，我国钢铁产业达到了中国钢铁行业的历史顶峰，钢铁、焦化行业利润创造了历史之最。但是，这些行业的生产过程中伴随着高能耗、高污染，与节能环保、防污减排的政策有所抵触。特别是近几年，习近平总书记同志在各种报告的提出，绿水青山我们要，金山银山我们也要。绿水青山使我们国家长期稳定发展的重要要求，是中华民族伟大复兴的重要保障，是造福全中华儿女的重要基础。

4.3国际综合应用

    随着习近平总书记提出的“一带一路”合作发展的理念逐步深化，中国与周边各国的多种合作机制不断深化，东汽各种类型的汽轮机广泛在越南、马来西亚、印度、等国家投运成功，既解决了环保问题，又增加了经济效益。因此，功率为50MW等级高压超高温中间再热机组在国际市场的应用将有更大的空间。

5结束语

    东方电气集团东方汽轮机有限公司成功开发出50MW等级高压超高温一次中间再热汽轮机，广泛应用于各种焦炉、钢铁企业的煤气综合发电项目，为新时代营造绿水青山，建立美丽中国，转变经济发展方式，为中华民族的伟大复兴作出了积极贡献。

参  考  文  献

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