浅谈330MW双抽供热凝汽式汽轮机设计
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黄坤袁李锐(东方电气集团东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:文章对某电厂330MW亚临界汽轮机提效改造的总体方案进行了相关介绍,重点阐述了通流改造结合供热抽汽系统优化的思路及技术路线,并从系统、通流以及主机结构等方面对改造的主要设计优化特点作了相关介绍。
本项目相关改造经验可供同类型机组作为改造借鉴和参考,以提高机组市场竞争力。
关键词:亚临界汽轮机,提效改造,总体方案,优化设计中图分类号:TK262文献标识码:A文章编号:1674-9987(2023)04-0005-05 Overall Scheme and Optimization Design of Efficiency Improvement Transformation of330MW Subcritical Steam TurbineHUANG Kun,LI Rui(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:This paper introduces the overall scheme of Efficiency improvement transformation of330MW subcritical steam turbine in a power plant,focuses on the optimization idea and technical route of flow path transformation combined with heat supply renovation and steam extraction system,and introduces the main design optimization points of the transformation from the aspects of system,flow path and main engine structure.The relevant transformation experience of the project can be used as a reference for the transformation of similar units to improve the market competitiveness of the units.Key words:subcritical steam turbine,efficiency improvement transformation,overall scheme,optimization design第一作者简介:黄坤(1987-),男,工程师,毕业于华中科技大学热能与动力工程专业,现主要从事汽轮机改造技术工作。
热力透平THERMALTURBINE第50卷第2期2021 年 06 月Vol. 50 No. 2Jun/2021文章编号:1672-5549(2021 )02-0102-05苏龙电厂高效改造型抽汽式330 MW汽轮机设计特点张晓霞〔,唐新江2(1 .上海电气电站设备有限公司汽轮机厂,上海200240 ;2.江阴苏龙热电有限公司,江阴214400)摘 要:对苏龙三期亚临界330 MW 机组通流和抽汽供热综合改造中采用的本体通流、级间抽汽和热力系统设计方案及先进新技术进行了详细介绍论述%改造设计方案最大限度地考虑了抽汽工况性能最优的设计目标,采用长期运行的典型抽汽工况热耗指标来评价改造节能效果,更好地贴合了运行实际%研究成果对同类供热机组进行能耗指标分析具有示范指导意义%关键词:汽轮机;改造;级间抽汽;间接调压;热耗;节能中图分类号:TK262 文献标志码:A dot : 10.13707/1.0X1.31-1922/11.2021.02.007Design Characteristics of Sulong Power Plant ' s High EfficiencyRetrofit 330 MW Extraction Steam TurdineZHANG Xiaoxia 1 , TANG Xinjiang 2(1. Shanghai Electric Power Generation Equipment Co. ,Ltd. Turbine Plant , Shanghai 200240, China ;2. Jiangyin Sulong Heat an Power Generbting Co . , Ltd . , Jiangyin 214400, China )Abstract : Adranced technology and design scheme applied in the retrofit project of Sulong Power Plant project %aeedesceibed in detaie , inceudingbeadepath and cyeindeeoptimieation design , intee-stagesteameiteaction design and theemaesystem design. Thiseeteofitdesign scheme takespeefoemance undeeeiteaction condition in maiimumconsideeation.Theeneegy-conseeeation e f ectiseeaeuated usingheateateoftypicaeeiteaction condition in eong-teem opeeation , whoseeesuetconfoemstotheactuaeopeeation condition be t ee.Theeeseaech eesuetisofguidingsignificancefoeeneegyconseeeation anaeysisin simieaeeiteaction steam tuebineunits.Key words : steam turbine ; retrofit ; inter-staae steam extraction ; indirect pressure reyulating ; heat rate ; energyconseeeation苏龙热电三期2台330 MW 汽轮机为上海汽 轮机厂(上汽厂)设计生产的亚临界中间再热凝汽式汽轮机,于2004年投产运行。
国内首台双抽供热330MW汽轮机通流部分改造及效果分析发表时间:2017-05-26T12:03:59.643Z 来源:《电力设备》2017年第5期作者:徐勇智[导读] 为了提高机组热效率,同时消除机组自身存在的难于修复的缺陷,遂决定对其进行通流改造。
(大唐甘肃发电有限公司西固热电厂甘肃兰州 730060)摘要:大唐西固电厂2号汽轮机为东方汽轮机有限公司设计制造的国内首台亚临界、中间再热、三缸双排汽、二级可调整式抽汽凝汽式汽轮机,由于原设计和制造技术落后的原因,以及机组本身存在的缺陷,投产后机组性能差,效率低,热耗高,其经济性水平并未达到设计值。
为了提高机组热效率,同时消除机组自身存在的难于修复的缺陷,遂决定对其进行通流改造。
改造后机组热耗能大幅度下降,经济效益和社会效益显著,达到了机组节能降耗的目的。
关键词:330MW汽轮机;通流部分;热耗;效率;节能改造1.改造前2号机组的运行状况及存在的主要问题1.1 机组的经济性能差2号机组投产于2009年,这种机型采用的技术开发于上世纪90年代末,虽然应用了当时的先进技术,但受当时的总体技术水平限制存在不足,技术水平相对于目前先进技术有一定差距,尤其体现在高、中压部分。
原设计方案的高、中压通流联算分析可知,原设计高压根径φ915.5mm和级数9级,各级焓降偏大,原设计根部反动度偏小,还有各级导叶片出气角偏小,使其安装角偏离最佳范围;高压通流能力偏大,调节级焓降过大,而调节级效率低,导致高压缸效率低于设计值。
中压根径φ1178mm级数9级,对应的根部速比明显严重偏小,导致各级焓降偏大,原设计根部反动度偏小,静动叶片型线气动性能不佳,其通流效率必然不能达到高水平。
诸多方面的原因导致机组通流效率低、热耗高,主要指标与当今先进水平相比都有较大差距。
汽轮机原设计背压4.9kPa,设计THA工况热耗率7958kJ/kWh,设计高压缸效率85.58%、中压缸效率91.4%、低压缸效率90.2%。
330MW抽汽供热汽轮机组在工业供热中的应用分析摘要:对亚临界330MW抽汽供热汽轮机组应用于工业供热的安全性和经济性进行了分析,通过对中压内/外缸结构进行改进,可实现抽汽供热的功能,满足近、远期用热需求。
关键词:火电机组;可再生能源;工业抽汽旋转隔板;再热蒸汽减温减压某厂现有2×330MW亚临界供热机组,承担市区1100万平方米采暖供热任务。
在非供热期,厂利用小时非常低,并且每年有近2个月机组全停,给生产经营带来巨大的压力。
在这种形势下,该厂大力开拓热力市场,与市生化科技有限责任公司(以下简称生化公司)就工业用汽达成合作意向,该厂准备通过设备改造具有工业供汽能力,接带生化公司生产用汽,达到双方合作双盈。
1 热负荷1.1采暖热负荷该厂机组规模为2×1065t/h煤粉锅炉配2×330MW供热式汽轮发电机组,设计总供热面积为1075.5万平方米,平均热负荷系数为0.64,采暖期设计最大热负荷为648.97MW,设计平均热负荷为415.34MW,设计最小热负荷为210.92MW。
单台机组在额定进汽量1014t/h时,电负荷为261.957MW,设计最大采暖抽汽量为526t/h,单台机组满负荷运行时抽汽量按500t/h考虑。
截止到目前,电厂实际采暖总供热面积1100万平方米左右,采暖期电厂实际最大供热负荷为492MW,最小供热负荷为100MW,平均供热负荷为324MW。
2017~2018年采暖期,该厂计划新增50万平方米供热面积,由于新增采暖供热面积中节能建筑占比较高,因此采暖综合热指标按照40W/m2计算,2017年新增供热负荷20MW。
根据上述分析,2017年电厂设计供热负荷将增至512MW,平均供热负荷约为344MW。
采暖中期单机将承担256MW(约400t/h)的采暖热负荷,整个采暖期单机平均承担172MW(约270t/h)的采暖热负荷。
1.2 工业抽汽热负荷根据合作协议,工业抽汽具体参数及机组运行方式如下:1)工业抽汽流量及参数:全厂工业额定抽汽量为250t/h,最大抽汽量为350t/h,机组抽汽口压力为1.0MPa.a,温度为260℃。
330MW 凝汽式汽轮发电机组回热系统设计计算330MW凝汽式汽轮发电机组回热系统设计计算1、设计计算背景N330-17.75-540-540中间再热式汽轮机组是目前机组容量较大,数量较多的一种,设计技术和运行经验都已相当成熟,已经能够比较可靠地长期连续运行。
但是,它的热耗较高。
首先,330MW机组回热系统未充分利用抽汽过热度,且对焓升分配也不够合理。
其次,除氧器采用定压运行,存在节流损失,在变负荷或低负荷时要切换汽源,经济性影响更大。
鉴于上述种种状况,为改进330MW机组热力系统,本次毕业设计采用的方案如下。
2、方案简析基本方案的回热系统是采用三高四低一除氧的典型系统,其中,二号高加装有疏水冷却器,七号加热器采用疏水泵打到本级出口,除氧器定压运行。
本人所设计的方案在基本方案的基础上,封闭了三段抽汽,并为二号加热器装设了一台外置式蒸汽冷却器,除氧器采用滑压运行。
与基本方案相比,本方案具有以下优点:一、由于#2高加的抽汽来自中压缸的第一个抽气口,具有很高的过热度,采用外置式蒸汽冷却器后,降低了抽汽的过热度,再用它们加热给水,降低了加热器的换热温差,减少了不可逆损失,使热经济性得到了提高。
二、除氧器采用滑压运行,不存在定压运行时的节流损失,额定负荷时和低负荷时定压运行,负荷正常范围内滑压运行。
除启动及甩负荷工况外,低负荷时无需切换汽源,运行经济性提高。
三、漏汽能按能级回收利用,减少了换过程的不可逆损失。
从理论上讲,本方案在一定程度上提高了整个机组的热经济性。
本次毕业设计即针对改进方案,采用的热力系统计算方法进行系统优化计算。
3、基本方案计算3.1参数整理(1)汽轮机机组型式N330-17.75-540-540型凝汽式汽轮机,配B&WB1025/18.44M型自然循环燃煤汽包炉。
蒸汽初参数:p0=17.75MPa,t0=540℃,由水蒸汽表查得:h0=3390.6123 kj/kg再热蒸汽参数:冷段压力P2== 4.4MPa,冷段温度=338.3℃,=3055.2419 kj/kg;热段压力=4.13MPa,热段温度= 542℃, = 3539.1064 kj/kg;排汽压力P c=0.0046 MPa,排汽焓hc=2326.95 kj/kg(2)其他见设计任务书。
330MW供热机组直接空冷凝汽器节能分析针对330MW直接空冷供热机组风机多、电耗率高等特点,通过优化试验,得出风机节能经济数据,同时为降低电耗,机组正常运行期间尽量保持同列中各风机的频率相同;低负荷时尽可能保持各列风机多投、低频运行对直接空冷机组的安全、经济运行具有参考意义。
标签:直接空冷机组;风机电耗;节能1 设备概况及工作原理国投伊犁能源开发有限公司2×330 MW 直接空冷供热机组为亚临界、一次中间再热、双缸双排、空冷抽汽凝汽式汽轮发电机组,配以1180t/h亚临界自然循环汽包锅炉,空冷设备采用的是北京龙源冷却技术有限公司生产的铝钢单排管变频调速风机直接空冷凝汽器(简称ACC),布置在汽机房外,安装在空冷平台上。
直接空冷技术即用空气直接冷却汽轮机的排汽,空气与排汽之间进行热交换。
直接空冷的凝汽器称为空冷凝汽器,由椭圆形扁平基管钎焊铝翅片的管束组成。
机械通风空气冷却凝汽器(ACC)冷却的是汽轮机低压缸排汽,两台机组共用一个空冷凝汽器平台,共由60个换热单元(每台机30个)组成。
若干根翅片管构成一个完整的单排管束,每10片管束两两相对,形成一“A”形换热单元,每5个换热单元组成一列散热段。
每台空冷凝汽器由6列散热段组成,每列散热段上端有一根配汽管、一根抽真空管,下端有两根汇集凝结水的管道(即蒸汽∕凝结水联箱)。
两台空冷凝汽器的散热段、管道布置是完全对称的。
每台机组直接空冷系统配置4个排汽隔离阀、8个凝结水阀和4个抽真空阀(在A、B、E、F列布置)。
每列换热单元由42片顺流换热管束和8片逆流换热管束组成5个换热单元,其中每一列的1、2、4、5换热单元全部为顺流换热管束,第3换热单元由8片逆流换热管束和2片顺流管束组成。
低压缸排汽向下流入排汽装置,蒸汽进入水平布置的主排汽管道向上输送到空冷凝汽器顶端的6根蒸汽分配管,蒸汽携带的热能被流经空冷凝汽器翅片管表面的冷却空气带走,冷却凝结形成的水汇入12根管束下联箱,流入下方的凝结水管,在自身重力的作用下沿1根凝结水总管流回凝结水箱,由凝结水泵升压,送至锅炉给水系统。
某330MW机组提高供热能力的改造方案比较分析发布时间:2021-06-29T07:18:04.429Z 来源:《建筑学研究前沿》2020年26期作者:周楠[导读] 给出了某330MW热电联产汽轮机组提高供热能力的三种改造方案,计算得出了三种方案机组的最大供热能力和发电出力,在供热面积和全年发电量相同的可比条件下给出了三种方案的技术经济指标,得出了低真空供热改造为最佳方案的结论。
周楠中国核电工程有限公司核化工研究设计院北京海淀 100840摘要:给出了某330MW热电联产汽轮机组提高供热能力的三种改造方案,计算得出了三种方案机组的最大供热能力和发电出力,在供热面积和全年发电量相同的可比条件下给出了三种方案的技术经济指标,得出了低真空供热改造为最佳方案的结论。
关键词:330MW机组;供热改造方案;技术经济性北方某电厂一台330MW抽汽凝汽式湿冷热电联产汽轮机组,其型号为C256/N330-16.7/538/538,额定采暖抽汽压力0.29~0.49MPa,额定采暖抽汽量500t/h,最大抽汽量550t/h。
随着城市建成区面积的增大,城区采暖建筑面积不断增加,机组现有供热能力满足不了城市采暖热负荷需求,需对现有机组进行供热技术改造,以便提高机组的供热能力。
1.大型热电联产机组供热改造可选方案目前,提高大型热电联产机组供热能力的改造技术有多种方案,其中国内应用较为广泛是单转子低真空供热改造方案[1~4]、双转子光轴供热改造方案和低压缸切缸供热改造方案[5~6]。
下面就某电厂C256/N330-16.7/538/538机组采用以上三种方案提高供热能力从多方面进行方案比选,以期得到经济性好、投资回报率高的最佳改造方案。
1.1单转子低真空供热改造方案单转子低真空供热改造方案以热网循环水代替循环冷却水作为汽轮机排汽冷却介质,将汽轮机组做功后排出的低品位乏汽废热转换给热网循环水携带的热量,提高机组的供热能力。
其原则性供热系统如图1所示。
..第一篇主机部分1.汽轮机概述1.1 330MW汽轮机整体概述1.1.1 设备运行环境电厂海拔1255.0 米室外极端最高/最低气温40.2 ℃ /-32.6 ℃室内日最高/最低气温40℃/0℃以上(不洁冰)年平均相对湿度51 %多年平均大气压901.6hPa多年平均风速5m/s最大风速24.2 m/s历年平均气温8.3 ℃地震烈度8 度机组运行方式定—滑—定运行负荷特性带基本负荷并调峰运行机组安装条件运转层标高:12.0米机组布置方式室内纵向顺列布置冷却方式自然通风冷却塔二次循环周波变化范围48.5 ~ 50.5Hz1.1.2 汽轮机本体特点阿尔斯通30 万千瓦级汽轮机从设计上采取优化汽轮机结构的措施。
整个汽轮机本体部件标准化、模块化结构。
汽轮机的通流部分按模块化设计,其几何尺寸在30~36 万千瓦范围内不做任何改变,只改变叶片的高度和出口角度来满足用户提出的对机组容量的要求。
鄂电汽轮机由高压、中压和低压三个缸组成。
均为双层缸的模块结构。
高、中压缸分缸布置,通流部分反向布置。
低压缸为双排汽,具有对称结构,内缸是流动通道,外缸为排汽部分并与凝汽器喉部相通。
在低压外缸内装有喷水减温装置。
在低压外缸顶部装有两只安全膜。
双层缸结构把单层缸受的巨大蒸汽总压力分摊给内、外两层汽缸,从而使汽缸的壁厚和法兰、螺栓尺寸都大大减小;这样内缸主要承受高温,蒸汽的高压由内、外缸共同承担,所以内缸壁可以较簿,大大降低了热应力。
高、中压缸的两端分别是高压缸排汽和中压缸排汽,压力和温度都比较低,因此,两端外汽封漏汽小,轴承受汽封温度的影响也较小。
通流部分选用冲动式汽轮机工作原理。
高、中压缸均采用单流,标准化的具有高气动性能的冲动式叶片,通过动叶片根部所需要的压差很小,因而每级叶轮的轴向推力小。
连续性整体围带不但能形成有效的叶片顶部之密封性,而且它的坚实性能安全地采用高展弦比叶片,为扩展单流提供了关键因素。
末两级以前的所有各级叶片均为叉形叶根,自带围带,予扭装配,在工作转速下保证正圈联接,漏汽损失小,也降低了叶片的动应力和叶片共振的谐波数,提高叶片的安全可靠性。
3. 热力系统3.1 330MW汽轮机本体抽汽及疏水系统3.1.1 抽汽系统的作用汽轮机有七级非调节抽汽,一、二、三、级抽汽分别供汽至#1、#2、#3低压加热器,四级抽汽供汽至#4低压加热器及辅助蒸汽用汽系统,五级抽汽供汽至除氧器及辅助蒸汽用汽系统,六、七级抽汽供两台高压加热器及一台外置式蒸汽冷却器(六级抽汽经蒸汽冷却器至六号高加)。
抽汽系统具有以下作用:a)加热给水、凝结水以提高循环热效率。
b)提高给水、凝结水温度,降低给水和锅炉管壁之间金属的温度差,减少热冲击。
c)在除氧器内通过加热除氧,除去给水中的氧气和其它不凝结气体。
d)提供辅助蒸汽汽源。
3.1.2 抽汽系统介绍一段抽汽是从低压缸第4级后引出,穿经凝汽器至#1低压加热器的抽汽管道;二段抽汽是从低压缸第3级后引出,穿经凝汽器至#2低压加热器的抽汽管道;三段抽汽是从低压缸第2级后引出,穿经凝汽器至#3低压加热器的抽汽管道;四段抽汽是从中压缸排汽口引出,至#4低压加热器及辅助蒸汽用汽系统的抽汽管道;二、三段抽汽管道各装设一个电动隔离阀和一个气动逆止阀。
四段抽汽气至#4低压加热器管道装设一个电动隔离阀和一个气动逆止阀,四段抽汽气至辅助蒸汽用汽系统管道装设一个电动隔离阀和一个气动逆止阀,气动逆止阀布置在电动隔离阀之后。
电动隔离阀作为防止汽机进水的一级保护,气动逆止阀作为汽机的超速保护并兼作防止汽机进水的二级保护。
五段抽汽是从中压缸第9级后引出,至五级抽汽总管,然后再由总管上引出两路,分别接至除氧器和辅助蒸汽系统。
在五段抽汽至除氧器管道上装设一个电动隔离阀和两个串联的气动逆止阀。
装设两个逆止阀是因为除氧器还接有其他汽源,在机组启动、低负荷运行、甩负荷或停机时,其它汽源的蒸汽有可能窜入五段抽汽管道,造成汽机超速的危险性较大。
串联装设两个气动逆止阀可起到双重保护作用。
五段抽汽至辅助蒸汽联箱管道上装设一个电动隔离阀和一个气动逆止阀,气动逆止阀亦布置在电动隔离阀之后。
330MW汽轮机特殊安装工艺探讨摘要:n330-17.75/540/540型汽轮机因设计思路和设备结构与国产同类型汽轮机有很多不同之处,本文重点介绍和分析了在安装检修方面其特殊的安装工艺和要求。
关键词:汽轮机安装工艺探讨前言n330-17.75/540/540型汽轮机为亚临界一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式。
额定功率330mw,主蒸汽额定压力17.70mpa,主蒸汽流量979t/h,主蒸汽和再热蒸汽额定温度540℃,额定工况热耗7883.2kj/h。
高、中压缸制造厂内已组装好,现场无须解体检修。
高压缸、中压缸为上猫爪悬挂式结构,高压缸前后共四处猫爪支撑于前轴承箱及高/中轴承箱上的猫爪支撑键上,中压缸支撑于高/中轴承箱及中/低轴承箱上的猫爪支撑键上。
同时在高压缸、中压缸汽侧、电机侧均设有纵向定中键,以保证汽缸与转子中心一致。
低压缸出厂不总装,需现场组合安装调整。
汽缸采用双缸结构,外缸分上下、前后共四半运抵现场组合。
n330-17.75/540/540型汽轮机因设计思路和设备结构与国产同类型汽轮机有很多不同之处,在安装检修方面有其特殊的安装工艺和要求。
1、汽轮机基础板浇注汽轮机各轴承箱及低压缸台板是通过可调顶丝支撑在基础板上,地脚螺栓贯穿基础和地脚螺栓预埋套管将台板与基础固定。
它的优点是在基础板浇灌后仍可对轴承箱及低压缸的标高和扬度进行调整,机组检修维护时也可进行方便调整。
按厂家相关技术要求,汽轮机基础板在找平、找正后进行二次灌浆。
浇注料推荐使用无收缩高强灌浆料。
此灌浆料具有流动性好、早强高强、黏结强度高、耐久性和耐侯性好等优点。
2、轴承箱的找正汽轮机的6个支持轴承均为椭圆形轴承,轴承与轴承套及轴承箱均为圆周平面接触,非常规球面接触轴承。
轴承钨金与转子轴颈的接触要求满足《电力建设施工及验收技术规范》(汽轮机机组篇)中有关要求,即在放入转子后,其与轴颈沿下瓦全长的接触面应达75%以上并均匀分布无偏斜,与轴颈的接触角应达到30~45°的要求。
浅谈莱城发电厂330MW机组双机并运供热的运行方式①作者:刘中广来源:《科技创新导报》2019年第26期摘 ; 要:抽汽凝汽式汽轮机是供热机组常见的形式,受机组容量影响,一般单机无法满足供热需要,多为双机或多机并运供热,当供热机组负荷不同时,可能会出现供汽互相排挤的现象,运行方式需进行调整,本文对莱城发电厂双机并运供热的运行方式进行了分析,着重分析从两台机组负荷偏差较大的运行工况,对运行调整方式进行优化,同时也指出双机并运供热尚存在的一些问题。
关键词:供热 ;双机 ;并运 ;调整中图分类号:TM62 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码:A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章編号:1674-098X(2019)09(b)-0077-02莱城电厂#3、4机组为亚临界、一次中间再热、双缸双排汽、单轴、抽汽凝汽式汽轮机,热网首站设基本加热器4台,预加热器2台,工业汽轮机3台,除氧器1台,凝结水疏水罐1台,热网凝结水疏水泵3台。
厂区热网首站换热汽源接自#3、4机组中压缸至低压缸连通管,连通管上装有液压调节蝶阀(EGV),控制进入低压缸的蒸汽流量,热网抽汽管道上装有安全阀、抽汽止回阀、电动调节蝶阀(LEV)和液压快关阀以及流量测量装置。
热网抽汽经母管至热网首站后,一部分作为工业汽轮机用汽,工业汽轮机拖动热网首站循环水泵转动,做功后背压排汽分配至各预热加热器进行换热;一部分进入各基本加热器进行换热;另一部分进入除氧器,与补水混合除氧后,作为补水由热网首站补水泵打入热网首站循环水系统。
经过预热加热器和基本加热器换热后的凝结水进入凝结水疏水罐,由凝结水疏水泵打入#3、4机组#6低压加热器入口管道,水质不合格时排至地沟。
图1为抽汽供热结构简图。
1 ;运行方式及注意事项1.1 供热初期及末期供热初期及供热末期由于热负荷较低一般采取单机供热,随着环境温度的变化或者机组电负荷的升高,当单台机组供热无法满足供热需求时则投入另一台机组供热,双机并运供热,在供热末期,环境温度升高,单台机组的抽汽量可满足供热需求时,则保持单台机组供热。
第39卷 第1期2010年3月 热力透平THERMAL TURB INE Vol.39No.1Mar.2010东汽330MW 双抽供热凝汽式汽轮机设计技术王建伟,莫琪辉,徐琼鹰(东方电气集团东方汽轮机有限公司,四川德阳61800)摘 要:对供热抽汽汽轮机的设计技术进行了论述,结合东汽330MW 双抽供热机组,对汽轮机通流设计、配汽方法、调节控制及本体结构等进行了分析,分析结果表明,东汽330MW 双抽供热汽轮机采用先进通流技术和结构技术设计,具有较高的经济性和可靠性。
关键词:330MW 汽轮机;双抽供热;设计技术中图分类号:T K261 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2010)01-0042-05Design of 330MW Dual 2Extraction H eat Supply Condensing Turbineby Dongfang Steam Turbine Co.Ltd.W A N G J i an 2w ei ,M O Qi 2hui ,X U Qion g 2y i ng(Dongfang Steam Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan 618000,China )Abstract : This thesis gives a commentary on the design of 330MW dual 2extraction heat supply condensingturbines made by Dongfang Steam T urbine C o.,Ltd.and analyzes the design of flow path ,method of governing ,control and regulation of turbine heat supply system ,configuration etc.It is shown that the 330MW dual 2extraction heat supply turbine with the advanced flow path and configuration design has higher economy and reliability.K ey w ords : 330MW turbine ;dual 2extraction heat supply ;design收稿日期:2009-10-20作者简介:王建伟(1956-),男,高级工程师,主任工程师,长期从事汽轮机研究和设计工作。
浅谈330MW双抽供热凝汽式汽轮机设计
摘要:双抽供热凝汽式汽轮机在供电过程中,以更加经济方便的方式向城市提供两种压力的抽汽,其最大的优势是污染小,工作效率高。
本文将结合330MW 双抽供热凝汽式汽轮机的运行程序,对汽轮机的设计特点和应用技术进行系统的分析。
关键词:330MW汽轮机双抽供热设计特点应用技术
双抽供热凝汽式汽轮机作为新型的汽轮机,可同时进行供热和发电任务。
在实际运行过程中根据不同的工况,可将汽轮机分为背压式和调整抽汽式两种。
同时双抽供热凝汽式汽轮机可根据用户的不同需求,分为采暖抽汽和工业抽汽两种。
一、330MW双抽供热凝汽式汽轮机概述
330MW双抽供热凝汽式汽轮机采用的是新型“以热供电”的运行模式和“热电分调”的管理技术,在设计原理和设计方案上均采用当前最为先进的设计模式,将成熟的通流技术运用其中,在设计中本着优化结构的设计理念,提高了设计的经济性和可靠性。
1.330MW双抽供热凝汽式汽轮机的优点
在科学技术进步的带动下,供热凝汽式汽轮机的设计结构逐渐优化。
在使用中不会造成能源流失,同时有助于提高汽轮机的工作效率[2]。
一般正常功率的供热汽轮机的效率在35%左右,在正常工作过程中,燃料利用率逐渐提升。
2.330MW双抽供热凝汽式汽轮机的意义
当前在供热系统使用频繁的城市,为了提升效率,已逐渐使用参数较大,效率高的汽轮机。
热电厂为了减少成本投入,对汽轮机的选择尤为慎重。
在采暖供热组中,由于供暖系统利用率高,汽轮机工况的经济性对发电厂的影响影响较大。
参数高、功率高的机组已经成为当前发电厂的首要选择【2】。
目前供热机组品种高达100多种,功率在300MW—500MW。
双抽供热凝汽式汽轮机以满足当前市场要求,对提升发电厂的经济效益有重要的作用。
二、双抽供热凝汽式汽轮机的设计原则
在双抽供热凝汽式汽轮机在使用过程中要严格遵守相关规定原则,以汽轮机的基本参数为准,对工业最大抽汽量、供暖最大供暖抽汽量、以及汽轮机的最大流通量等进行合理分析研究,在根据实际运行情况确定高、中、低通留部分的流量,保证提升汽轮机的工作效率。
1.适当调整功率
汽轮机的设计参数在运行中有关键性的作用,相关技术人员要及时根据参数调整功率、供热汽轮机一方面要保证供给热用户所需要的热量,同时又要多发电,特别是非供暖期间还要以发电为主,因此设计中除了充分考虑汽轮机经常性汽轮机主要型式为CC330- 16.7/1.5/0.5型。
如下图:
在使用过程中要注意调整汽轮机的夏季和冬季的使用功率,冬天汽轮机抽汽供热,夏季汽轮机是纯凝气运行发电【3】。
为了在不同季节发挥汽轮机不同的使用效果,可以事先设置额定功率,将纯凝气工况作为设计的固定功率,抽汽量和功率是仅仅相连的,抽汽量增加,额定功率随之下降,反之亦然。
当抽汽量最大时,机组的额定功率为最小指,正常为纯凝气工况的60%-70%。
2.适时调整抽汽量
工业抽汽量一般为抽汽量较大且较为稳定,对工厂的工艺流量有重要的影响。
由于当前工厂流程中需要的抽汽量无季节之分,可将其视为额定功率。
当抽汽量达到最高时,额定功率逐渐减少,新气量也减少,而低压缸的流量始终不变【4】。
低压缸的通流能力不仅比同类型的凝汽式机组的容量小,其造价低,经济便利,压缸的通流是按照额定功率的热负荷进气量为基础。
注意适时调整抽汽量保证机组在额定抽汽量不变的情况下发出额定功率,该设计原则主要适用于工业生产中比重大,负荷较为稳定的抽汽机组。
两种设计理念的最大区别在于高、中、低压缸与通流之间的匹配能力。
每个部分之间的设计流量各不相同,要求在实际调节中,尽量扩大调整范围,要保证汽轮机的使用能力适用于外界热负荷设计情况,只有保证高、中、低压各部分流量接近于实际设计工况,才会提高发电厂的经济效益。
三、330MW双抽供热凝汽式汽轮设计
330MW供热抽汽凝汽式汽轮机为二次调节汽轮机,可以同时实现两种压力供热,机组主要分为三部分,高、中、低压气缸,每种气压缸配设备要有固定的配汽系统,调压系统和调速系统在运行过程中有关键性作用。
1.“以热定电”调节控制方式
机组在运行过程中,为了满足热负荷的需求,要根据热负荷的实际变化及时调整额定功率,在供热状态下,及时调整热负荷和颠覆和之间的关系,掌握基本调节方式。
供热压力和供热调节阀门是影响实际工作的关键,当阀门呈现闭合状态,要适当增加电负荷【5】。
当热负荷不变时,要及时调整电功率。
电功率在增加或减少时,要调整高压阀门和供热阀门。
当热负荷变化,电负荷不变的情况下,根据热负荷的增减程度,及时调整电负荷。
在进行额定蒸汽流量下,其工业抽汽量分别为120t/h和160 t/h供暖热负荷和发电负荷之间的关系,当在160 t/h抽汽
条件下,锅炉出力维持额定蒸发量760 t/h左右,机组的供暖能力达到780 GJ/h ,以下是其关系的主要分布图:
2.供热机组的超速保护
中小型机组采用串联式调节控制,当调压系统产生反调作用时,要确定稳定转速,随时调整动态机组。
330MW双抽供热凝汽式机组在抽汽管道设置中有逆止阀和快门阀,当供热机组失去对热网的供热能力时,蒸汽流量供热管道中的冷却低压缸进入汽轮机引起汽轮机组超速。
同时要调整供热阀门或者旋转关闭,逆止阀和快门阀要快速关闭,在规定时间内确定开启供热系统。
在供热系统抽汽口处要设立压力高限和底限装置,高限压力是保护抽汽口温度过高,底限压力是防止抽汽口叶片轻度过高。
当压力保护限度超过计划限度时要及时切断抽汽,或者立刻停机。
3.最小冷却流量
330MW双抽凝汽式汽轮机在最大供热抽汽时,其低压缸进气量达到最小,为了防止叶片产生过热的现象,要求低压缸的冷却流量要符合相关标准。
低压缸的最小冷却流量和排气面积紧密相联。
叶片长度和机器的摩擦力有很大的关联,叶片越长,摩擦力越大,正常冷却流量为12%左右,330MW双抽供热凝汽式汽轮机最低冷却流量为90 t/h,为了保证供热调节系统处于关闭状态,旋转板与平衡通道之间要留出3°,同时衡量窗口面积,供热阀门要留有一定的缝隙满足最小冷却量。
4.抽汽排水、除氧方式
抽汽排水方式是将抽汽热量调节到用户满意的程度,供热蒸汽以水滴的形式回收,在运行过程中采用水泵打入或疏散的加热出口处。
工业抽汽需要大量的水源,要充分利用补给水进行低压除氧,满足高压除氧器对含水量氧气的需求【6】。
330MW双抽供热凝气机组通过安装凝结器喉部蒸汽机,将其用为调整阀门。
同时利用除氧器对氧气进行加工处理,使得补水溶氧析出,排气冷却后放出的热量能够到达除氧温度,该方法对降低成本有重要的作用。
5.总体结构
供热凝汽式汽轮机与一般蒸汽式汽轮机在结构上存在很大的差异,供热系统在运行过程中要满足抽汽量及压力的要求,330MW双排供热凝汽式汽轮机在压制过程中基本采用高压分缸设计,对不同的用户要采用改变设计模式。
中压和高压方案能满足不同动力的特征要求,中压模板设计空间比较大,相对比高低压模板其结构紧凑、受热较为均匀,基于其优点一般适用于单抽机组。
结束语
330MW双抽供热凝汽式采用的是“以热定电”的运行模式,正常凝汽式机组的额定功率在45%左右,通电后,热电比例逐渐增多,燃料使用效率随之提升,当前很多发电厂逐渐向高参数的汽轮机组发展,为了提升发电厂的经济效益,要求将供暖系统和发电系统有机结合起来。
提升工作效率,同时降低电厂成本。
在科学技术不断提升的今天,要想提升汽轮机的使用效率,必须结合供热组织的设计理念和设计特点,保证机组设计的经济性和效率性。
参考文献
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