机组通流改造性能分析
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300MW等级汽轮机通流部分改造综述赵杰;朱立彤;付昶;杨寿敏【摘要】介绍了国内在役300MW等级汽轮机组存在的主要问题.对比了国内主要汽轮机制造厂及相关科研机构在汽轮机通流部分改造中使用的新的设计、制造技术,比较了已经完成的300MW等级通流改造项目的效果,为进一步节能降耗提供参考性意见.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2011(040)001【总页数】4页(P39-42)【关键词】汽轮机;通流改造;新技术【作者】赵杰;朱立彤;付昶;杨寿敏【作者单位】西安热工研究院有限公司,西安,710032;西安热工研究院有限公司,西安,710032;西安热工研究院有限公司,西安,710032;西安热工研究院有限公司,西安,710032【正文语种】中文【中图分类】TK261近年来,随着高能耗小火电机组的逐步关停,300MW及以上等级机组占我国电力总装机容量的比重越来越大,其中300MW功率等级机组占火电总装机容量约30%。
目前在役的300MW等级汽轮机多采用上世纪70年代~80年代技术设计制造,存在通流效率低、热耗率高等问题。
因此,提高300MW等级汽轮机组的通流部分效率,对于降低电厂发电、供电煤耗,完成节能减排目标有着十分重要的作用。
从本世纪初开始,国内各汽轮机设计、制造企业和有关科研机构就尝试采用现代汽轮机设计技术对现役300MW机组汽轮机进行技术改造,截至目前,已有30多台汽轮机组完成了通流部分的现代化改造,通流改造后机组的经济性、安全可靠性和可用性均得到较大提高,取得了显著的经济效益与社会效益,但同时也发现了一些问题和不足。
为总结交流经验,本文对已完成的300MW等级汽轮机组的通流改造工作进行了简要回顾,对国内在役300MW等级汽轮机组存在的主要问题进行了梳理,对汽轮机通流部分改造中使用的不同的技术方案进行了对比,比较了采用不同方案完成的通流改造项目的效果,为后续300MW及更高等级汽轮机通流部分现代化改造提供了一些参考性意见。
300MW机组供热优化及灵活性改造分析摘要:现阶段,全球经济变暖问题的出现使各个国家加大了环保问题的重视程度,纷纷落实了相应的政策来减少社会生产活动对环境造成的不良影响,提倡开展绿色生产,我国提出的节能减排政策对于各项生产活动提出了十分严格的要求。
企业要想与该项发展要求相一致,就必须做好原有生产结构的改进工作。
其中,发电厂供热机组运行期间,消耗的能源非常多,根本不符合节能减排政策。
而应用大型供热机组换小型机组能够减少能源过度消耗,可是时间运行方面还有着诸多的不足之处存在,不利于提升基础的整体质量。
文章中全面论述了机组供热优化和灵活性改造对策。
关键词:300MW机组供热优化,灵活性改造分析在发电厂运行过程中,主要是以小型电热机组的形式开展热能供应操作,虽然单个机组运行过程中消耗的能源非常小,可是多个机组相加到一起造成的能源消耗量是非常大的。
运行期间产生的烟气直接影响了周围环境状况,完全不符合我国节能减排政策。
针对于以上存在的各项问题,有的发电厂使用小型电热机组替换为大型电热机组的方式,确保热能得到有效供应。
可是在具体应用中了解到大型电热机组和小型机组的运行方式有着诸多的不同之处存在,以往单一的维护管理方式也难以确保机组处于良好运行的状态,运行期间存在着各种各样的问题,不利于整体性能和效果的发挥。
1、对于存在问题的分析在发电机生产工作开展过程中,对于供电需求量非常大,供电范围有了明显程度的拓展和延伸,这从一定程度上说明了电热机组的运行负荷受到了影响。
因为有关操作人员技能较低,无法有效管理电热机组,导致电热机组在供热过程中有着各种各样的问题,供热能力下降,电厂效率得不到提升。
针对于电热机组运行期间存在的各项问题,表现在多方面,比如热网循环水回水压力下降,电热机组运行期间因为原滑压曲线的作用影响了机组运行质量,系统设计不规范,热网系统的运行质量降低,必须再次优化以后才可以体现出基础的整体性能。
2、对于造成问题的分析2.1热网循环水回压力不明原因的分析在机组运行期间普遍存在着热网循环水回压力下降现象,压力下降幅度不一致,热网循环水泵性能受到的影响,直接威胁到了循环水的热能供应现象。
北重330MW汽轮机通流改造技术的应用及推广摘要:大唐宝鸡热电厂1号机汽轮机热耗偏高、效率偏低,性能显著低于目前300MW机组的先进水平。
大唐宝鸡热电厂依托多年来运行、检修经验,多次与北京北重汽轮电机有限责任公司进行交流,通过采用先进、成熟的通流改造技术措施,取得了显著地节能效果,为国内其他亚临界三缸两排汽机组的通流改造起到了良好的借鉴作用。
关键词:亚临界;汽轮机;密封;通流改造;热耗;效率一、前言大唐宝鸡热电厂1号机组于2009年6月投产,汽轮机为北京北重汽轮电机有限公司采用法国ALSTOM公司技术制造,型号为NC330-17.75/0.4/540/540,型式为亚临界、单轴、三缸、两排汽、冲动式、一次中间再热、采暖抽汽凝汽式汽轮机。
大唐宝鸡热电厂在1号机组经性能考核试验测试时发现,机组在330MW工况下,试验热耗率为8262.2 kJ/(kW•h),经过一、二类修正后的热耗率为8165.5 kJ/(kW•h),比热耗率设计值7935.4 kJ/(kW•h)高230.1 kJ/(k W•h),2011年3月份大唐宝鸡热电厂委托西安热工院对1号汽轮机组进行性能诊断试验,结果发现:大唐宝鸡热电厂1号汽轮机组,高压缸效率比设计值偏低2.67个百分点左右,中压缸效率比设计值偏低2.71个百分点左右,机组的高中压轴封漏汽量是设计值的1.4倍左右,机组的内外泄漏量偏大,系统不明泄漏率为1%左右。
为了彻底解决以上问题,需对汽轮机通流间隙进行改造二、原因分析1号机组经性能考核试验和1号汽轮机组性能诊断试验表明,影响汽轮机热经济性能的直接因素是通流效率,而通流效率的高低则主要受级效率的影响,若提高级效率,需要从根本上降低级的各项附加损失。
北重公司亚临界330MW机组属引进原ALSTHOM公司冲动式技术生产,通流技术年代相对较早,与目前全三维设计等主流通流技术相比,主要有以下几点不足:1. 该汽轮机设计成型年代较早,叶片型线设计技术属于上世纪80年代准三维设计技术,已落后于国内外先进水平;2. 通流各级焓降与通流尺寸配比,即各级速比U/C0偏离最佳值;3. 高压喷嘴组为平直汽道,三维效应损失偏大;4. 高、中压各级叶轮未开设平衡孔,隔板汽封漏汽通过叶片根部间隙进入叶片通道,对主流造成扰动,尤其对高压各级影响较大;5. 原叶顶汽封结构型式决定无法进一步压缩汽封间隙,叶顶漏汽损失偏大;6. 传统隔板加工工艺造成隔板汽道变形量难于控制,尤其影响高压缸效率。
1000MW超超临界冲动式汽轮机通流改造浅析摘要:汽轮机通流部分改造可以有效地改善和提高机组运行时的能量利用率,降低燃料消耗量,减少对当地环境的影响。
本文简要介绍了哈汽某现役1000MW超超临界凝汽式汽轮机通流改造项目,总结经验,为今后同类型汽轮机通流改造提供一定的指导意义。
关键词:火电厂;汽轮机;通流改造一、前言当前国内正在服役的火电机组中,却有大部分循环效率偏低、热耗值较高,不符合国家节能减排的要求,因此提高机组效率,降低机组热耗已成为火电主要工作目标。
汽轮机通流部分是影响汽轮机效率的主要因素,通流损失也是汽轮机运行损失的最大原因,因此,汽轮机通流部分的节能效果对汽轮机的性能有着很大的影响。
汽轮机通过通流部分技术改造,实现能量的梯级利用,提升机组的功能适应性,这不仅对汽轮机运行的效果的提升具有积极的作用,同时在很大程度上降低了电厂发电成本,是火力发电需要重点研究和探索的内容[1]。
1.原汽轮机概况1、设备简介原汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的超超临界凝汽式汽轮机,汽轮机型号“CCLN1000-25/600/600”,一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、48 级(高压II+9 级、中压2×7 级、低压4×6 级)、八段抽汽结构。
汽轮机磨机叶片长度为1219.2 mm,设计运行背压为4.9 kPa。
热力系统采用常规的8段抽汽回热系统,高压加热器为双列布置。
2、原汽轮机存在的问题:(1)、冲动式大焓降叶片通流设计理念,影响级效率;(2)、双列调节级,效率低;(3)、中压隔板变形、裂纹,影响机组安全;(4)、高、中压部套接配面过多,机组存在不同程度内漏;(5)、高、中压进、排汽损失偏大,影响缸效;(6)、中低压缸分缸压力偏高,影响低压缸密封;(7)、汽封间隙质量控制不佳,影响漏汽损失;(8)、低压内缸存在变形和漏汽,5、6抽超温;(9)、叶型落后,通流效率低;(10)、汽缸进汽通道支撑件较多,影响流动效率;(11)、焊接隔板易产生变形,不利于通流尺寸精确控制;(12)、汽封间隙质量控制不佳,漏汽损失偏大。
苏制超临界三缸两排汽320MW汽轮机通流技术改造李宝清,赵吕顺,杨舰,王胜利(北京全四维动力科技有限公司,北京,100085)摘要:苏制超临界320MW汽轮机热耗高、效率低,显著低于目前300MW机组的先进水平。
北京全四维动力科技有限公司采用最新的设计技术对其进行了通流技术改造,通流改造后的热力性能试验表明该型汽轮机的通流改造是非常成功的,也为国内其他进口机组的通流改造提供了很好的借鉴。
关键词:超临界;汽轮机;通流改造;缸效率;热耗0.引言随着近几年我国和全球经济、能源和环保形势的发展,火力发电企目前面临的形势也出现了一些新的特点。
节能减排已经提升为火电企业发展的约束性指标;火力发电企业的电量调度已由铭牌调度逐步调整为节能调度;07年以来国内外电煤价格一度高涨,火电企业经营压力陡增。
在上述背景下,机组的煤耗水平、汽轮机的热耗水平已成为影响火电企业生存与发展的关键指标,要在市场竞争中保持发展优势,就必须采取有效措施,大幅度降低汽轮发电机组的供电煤耗水平。
华能南京电厂#1、#2机组为前苏联生产的超临界机组。
1994年投产以来,汽轮机缸效率和热耗率一直严重偏离设计值,机组煤耗较高,且存在某些安全可靠性问题,迫切需要对其进行技术改造以实现机组热力性能和安全性能的提升,以实现大幅度的节能减排、应对节能调度和煤炭成本上涨带来的压力。
1.苏制超临界320MW汽轮机概况华能国际南京发电厂#1、#2汽轮机是乌克兰哈尔科夫汽轮机厂生产制造的K—320—23.5—4型超临界、一次中间再热、三缸两排汽冲动凝汽式汽轮机。
该型机组主蒸汽参数为23.5Mpa、540℃;再热蒸汽参数为 3.7Mpa、540℃,铭牌出力为320MW。
K—320—23.5—4型汽轮机的结构如下图所示。
该型汽轮机由高压缸、中压缸和低压缸三个汽缸组成,其中高、中压缸为双层缸,采用蒸汽流向反向布置,低压缸采用双流式布置。
图1 超临界320MW汽轮机纵剖面图高压缸部分通流级数为9级,包含1个单列调节级和8个压力级;中压缸部分通流级数为10级,低压缸的通流级数为2×5级。
330MW机组低压缸零出力改造方案及性能分析作者:史卫刚李军辉来源:《大经贸·创业圈》2019年第10期【摘要】为缓解热电之间的矛盾,进一步提升机组灵活性和供热能力,以国内某发电公司供热改造为例,对低压缸零出力技术在330 MW机组上的应用进行了探讨;分析了低压缸零出力的改造方案,对汽轮机本体、低压通流部分冷却蒸汽系统和低压缸喷水减温系统进行了改造设计;对改造后机组的供热与调峰能力进行了分析。
通过性能试验,结果表明,通过合理地改造设计,低压缸零出力技术提高了机组的调峰能力和供热量,最大供热抽汽量可达663t/h,最低发电负荷可降至约80MW。
【关键词】低压缸零出力灵活性供热能力改造方案前言目前,在我国大力提高火电机组运行灵活性的政策背景下[1],受自身热电耦合特性[2]、低压缸冷却蒸汽流量设计限值、“以热定电”运行方式的影响,常规抽汽凝汽式供热机组的电调峰能力有限,很难适应电网深度调峰需求,供热抽汽能力也受到一定影响。
与高背压供热、光轴供热改造等供热改造方案相比[3],低压缸零出力供热技术能够实现供热机组在抽汽凝汽式运行方式与高背压运行方式的灵活切换,使机组同时具备高背压机组供热能力大、抽汽凝汽式供热机组运行方式灵活的特点。
某机组为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的C330/264-16.7/538/538型亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、抽汽凝汽式汽轮机。
中低压连通管打孔抽汽,接引一路供热抽汽,额定抽汽压力为0.83MPa,最大抽汽流量为545.4t/h,采暖热负荷为410MW,变工况下,通过调整中低压缸连通管蝶阀的开度,控制热网供汽流量及低压缸进汽流量。
随着供热需求的日益扩大,现机组的抽汽供热能力已不能滿足供热需求,为了增大机组的供热能力,同时提升机组运行的灵活性,对该机组进行低压缸零出力改造。
本文基于某330MW汽轮机,详细分析了机组低压缸零出力的改造方案,并分析了改造后对机组性能的影响。
GE 9F.03型燃机先进热通道技术( AGP)改造及性能分析摘要:介绍某电厂GE 9F.03型燃机热通道改造为GE更先进的9F.04型燃机热通道,包括改造的主要内容、新增控制模块及控制策略。
对改造后的实际运行参数进行对比分析,以及最终从性能试验结果中得出先进热通道技术改造的成果。
关键词:先进热通道技术冷却风量控制优化(EFM)模块缸体温度管理(CTM)模块热耗1设备概况某电厂设计为一套780MW级“二拖一”燃气--蒸汽联合循环供热机组。
全厂配置为:二台美国GE公司生产PG9351FA燃气轮机、二台燃气轮发电机、二台余热锅炉、一台蒸汽轮机和一台蒸汽轮发电机。
燃气轮机燃烧系统由18个低NOx燃烧器(DLN2.6+)组成,NOx排放设计值为15ppm,低负荷能力额定负荷的35%以上时,能够实现环保达标要求,燃机控制系统为MARKVIe,燃烧系统能够实现在线自动调整功能,余热锅炉配有脱销装置,确保排放达标。
2设备存在的主要问题及改造的必要性某电厂GE 9F.03型燃气轮机,经长期运行后存在以下问题:(1)热通道部件性能明显下降,导致热耗增加、最大出力降低,无法实现经济性要求。
(2)燃机设计一级动叶通流间隙较大,导致燃机本体效率较低,无法实现目前节能减排经济性要求。
(3)压气机9级和13级抽气冷却燃机热通道运行方式单一,无法实现按需要分配,冷却风量较大,压气机效率较低,机组经济性较差。
(4)固定的燃料分配模式在低温条件下对燃烧的控制能力是有限的。
由于燃烧室的限制,机组在低温条件下的基本负荷出力受到限制。
目前,GE燃机9F.04型先进热通道技术,结合增强的冷却和密封以及先进的材料技术,允许机组在提高透平进口初温约50℉时有效运转。
连同DLN2.6+燃烧室,基于模型的控制构架和缸体温度管理系统,能够改善机组的出力和热耗,同时延长部件的检修间隔及寿命,并维持先进的排放水平。
3燃机先进热通道(AGP)技术改造燃机先进热通道(AGP)技术改造主要包括三个部分改造,即燃气轮机热通道部件升级、增加冷却风量控制优化(EFM)模块、增加缸体温度管理(CTM)模块,下面进行逐一介绍具体改造内容。
某亚临界300MW汽轮机组性能及分析摘要:本文以某厂300MW汽轮机为研究对象,针对该型汽轮机的结构和回热系统特点,按照ASME PTC6-2004汽轮机性能试验规程规定的试验方法,对汽轮机本体和回热系统进行了全面的测试,得到了该型汽轮机在五阀全开(5VWO)工况、阀全开(VWO)工况、100%、75%及50%额定负荷工况的试验结果。
根据性能试验结果,通过定量分析,指出影响机组经济性的主要因素,为机组检修工作和汽轮机通流部分进行技术改造的的可行性提供可靠的技术数据。
关键词:汽轮机;性能试验;热耗率;通流能力1、概述神华神东电力郭家湾电厂2×300MW汽轮机系上海汽轮机有限公司生产的NZK300-16.67/538/538型亚临界、中间再热、直接空冷凝汽式机组。
1号机组于2010年6月28日投入商业运营。
该机组在运行过程中,一直存在煤耗偏高的现象,为了诊断该汽轮机的热力性能,并为汽轮机通流部分进行技术改造的的可行性提供可靠的技术数据,对该机组进行热力性能测试。
2、试验结果及分析按照ASME PTC6-2004汽轮机性能试验规程规定的试验方法对以上试验工况的原始数据进行计算和分析,高、中压合缸处轴封漏汽量试验结果见表1,五阀全开(5VWO)、阀全开(VWO)工况主要计算结果见表2, 100%、75%和50%额定工况主要计算结果见表3。
2.1 高、中压合缸处轴封漏汽量试验结果高、中压合缸处轴封漏汽量试验采用保持主蒸汽温度额定、降低再热蒸汽温度和保持再热蒸汽温度额定、降低主蒸汽温度的方法在五阀全开(5VWO)工况下进行,以确定高、中压合缸处轴封漏汽量。
3、结论及建议3.1 THA(热耗率验收工况)下,经过一类、二类修正后的热耗率为8458.2kJ/(kW.h),较THA工况下热耗率保证值8126.5kJ/(kW.h)高331.7kJ/(kW.h),较2010年考核试验值8325.8kJ/(kW.h)升高132.4kJ/(kW.h)。
探讨汽轮机通流改造的实施难点及应对措施摘要:汽轮机通流改造是提高汽轮机性能和效率的重要手段之一。
然而,实施这一改造过程中存在一些困难和挑战。
本文通过分析汽轮机通流改造的实施难点,总结了相应的应对措施,旨在为汽轮机改造工程的实施提供参考。
关键词:汽轮机、通流改造、难点、应对措施。
引言汽轮机是目前工业生产中广泛使用的能源转换设备,其性能和效率直接影响着能源利用效率和环境保护。
为了提高汽轮机的性能和效率,通流改造成为一种有效的手段。
然而,在实施通流改造时,会面临一些难点和挑战。
一、难点分析1.装拆难度汽轮机通流改造的第一个难点是与装拆相关的困难。
这项改造通常需要更换或修复叶片和导向叶片,而这涉及对汽轮机进行装拆工作。
由于汽轮机的结构复杂、重量大,并且工作环境也相对复杂,因此在装拆过程中存在一定的难度。
例如,拆卸重要部件时需要确保操作的准确性和安全性,因为任何错误的操作都可能导致设备损坏或人员受伤。
此外,装拆过程还需要考虑到空间限制和装拆工具的适用性,增加了挑战性。
2.设备选型与改造技术在汽轮机通流改造中,选择适当的设备和改造技术是一个关键的难点。
不同的汽轮机类型和工况要求不同的改造方法和设备选项。
因此,需要对现有汽轮机的特点和性能进行全面评估,并选择与之匹配的改造设备和技术。
3.设计调整通流改造通常需要对汽轮机的设计进行调整,以适应新的工况和要求。
这需要对汽轮机内部的流体动力学和热力学特性进行分析和计算,以确定最佳的设计调整方案。
在设计调整的过程中,需要考虑各种因素的影响,例如叶片的几何形状和流道的布置。
确保调整后的设计能够提高汽轮机的效率和性能是一项具有挑战性的任务。
此外,设计调整还需要考虑到改造前后的相容性和系统集成,以确保整体性能的提升。
4.材料选择通流改造中,正确选择适用的材料来替换原有部件是另一个关键难点。
这些材料需要具有良好的耐热性、耐腐蚀性和机械性能,以满足汽轮机在高温、高压和腐蚀性介质中的工作要求。
50MW双抽汽汽轮机通流部分技术改造的研究与实施蒋雪芬摘要:介绍了50MW双抽机组增容改造的方案选择制定,具体改造实施措施以及改造后运行效果的分析,对今后此类机组的增容改造有一定的参考价值。
关键词:增容改造;技术方案选取;实施措施;效果分析引言:巨化集团公司热电厂#7汽轮机是由上海汽轮机厂生产的CC50-8.83/3.73/1.47型单缸、冲动、具有两级调整抽汽凝汽式汽轮机。
其设计工况功率为50.4MW,纯冷凝工况功率为50.2MW,中压最大抽汽工况功率为55.7MW,低压最大抽汽工况功率为60.3MW。
而与之相匹配的QFS-60-2型发电机、ZLG-360-30励磁机、SFP8-75000/35型主变压器等设备其额定功率都为60MW。
另与之配套的HG410/9.8-YM11型高温高压锅炉,其主蒸汽额定蒸发量达410t/h,410 t/h高温高压蒸汽用于发电,功率可达100MW。
据业内了解,此类机组基本不能在低压最大抽汽工况下运行,我厂也不例外。
显然无论是锅炉、还是发电设备,其平时运行出力都受其汽轮机运行工况的限制。
为了能使发电机、锅炉等设备发挥出最佳的运行经济效益,须对此型汽轮机进行技术改造,通过技术改造后使之无论在何种运行工况下,机组的发电功率都能达到60MW,使其与之配套的锅炉、发电机等设备能发挥出最佳的运行效益。
同时通过技术改造,可使汽轮机的相对内效率有所提高,设备的结构性能有所提高,即通过提高相对内效率、提高发电功率、提高设备结构的安全可靠性所获得的安全经济效益高于其改造投资所需费用,此项技术改造就值得研究与实施。
1 技术改造方案的研究与制定CC50-8.83/3.73/1.47型汽轮机为单缸结构,其转子为整锻套装组合结构,高压单列调节级、中压单列调节级和第1到第10级叶轮与轴锻为一体,第11级到第14级叶轮为套装叶轮。
高、中压调节级与1到14压力级各级的排汽温度、压力、发电功率和叶片高度的原设计数据如表1-1所示。
汽轮机通流部分改造作者:陈超欧彪来源:《中国科技博览》2016年第13期[摘要]汽轮机是用于发电的主要设备之一。
随着我国科学技术的不断提升,我国对于汽轮机的改造也在逐渐提升。
汽轮机通流部分是工质在汽轮机本体中流动做功所经过的汽轮机部件的总称。
对于这部分的改造有利于机组效率的提升,对与节能降耗是一个重要手段。
本文简述了汽轮机通流部分改造的必然性,之后对改造采用的技术特点、改造内容、效果做了探讨,以期为汽轮机的改造提供一定的借鉴。
[关键词]汽轮机;通流部分;改造;技术;内容中图分类号:TK263 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)13-0280-01为了加快实现我国能源的可持续发展,满足战略要求,近年来我国节能降耗的政策不断在各行中推行。
火力发电厂作为能源消耗的一个重要部门,必须重视将节能降耗和发展紧密结合,实现电厂的可持续发展。
汽轮机是燃煤发电三大主机设备之一,目前在役300MW 等级的汽轮机多存在通流效率低、热耗率高等问题,这也是电厂煤耗偏高的一个重要原因。
经过长期运行,机组实际供电煤耗率已远超过设计值。
20 世纪 90年代以来,以全三维气动热力设计体系为核心的第三代技术使汽轮机效率提高了1.5%[1]。
21 世纪初汽轮机设计开始进入第四代——非定常流体力学设计时代,使得结构设计更加可靠、简约,汽轮机效率又得到进一步提高。
在此基础上,一些先进国家开始在原有热力系统基础上,引入第三、四代技术对汽轮机进行改造,以提高现役机组的出力和经济可靠性。
我国大型火电机组改造起步于1987 年,此后全国125MW、200MW 以及300MW 机组开始有计划、有步骤、有规模地实施在役旧机组通流部分改造,以增加出力、降低电厂煤耗。
一、汽轮机通流部分改造的必要性由于国产200MW及300MW汽轮机组设计年代早,限于当时设计技术水平和制造条件,加之运行时间长,主设备严重老化,热力系统过于复杂的通病,所以汽轮机通流部分效率较低,热耗、煤耗高,机组热力性能较差,与现代大型汽轮发电机组相比,缺少竞争力。
600MW等级超临界汽轮机通流改造综述在当今的电力生产领域,600MW 等级超临界汽轮机作为主力机组,其运行效率和性能对电力企业的经济效益和能源利用效率有着至关重要的影响。
随着技术的不断进步和对节能减排的要求日益提高,通流改造成为提升这类汽轮机性能的重要手段。
通流改造的背景和必要性随着时间的推移,早期投运的 600MW 等级超临界汽轮机逐渐暴露出一些问题。
例如,由于设计和制造技术的限制,通流部分存在效率不高、能耗较大等情况。
同时,为了适应日益严格的环保要求和电力市场的竞争压力,提高机组的热效率、降低煤耗成为当务之急。
通流改造能够有效地解决这些问题,提升机组的经济性和可靠性。
通流改造的关键技术1、先进的叶片设计叶片是汽轮机通流部分的核心部件,其性能直接影响到机组的效率。
通过采用先进的三维气动设计技术,优化叶片的型线和扭曲规律,可以减少气流损失,提高能量转换效率。
同时,采用新型的高强度材料制造叶片,能够提高叶片的运行可靠性和使用寿命。
2、汽封技术的改进汽封的作用是减少蒸汽泄漏,提高机组的内效率。
新型的汽封结构,如蜂窝汽封、刷式汽封等,能够有效地减少漏汽量,提高机组的经济性。
3、通流间隙的优化合理控制通流部分动静部件之间的间隙,既能保证机组的安全运行,又能减少泄漏损失。
通过精确的测量和计算,优化通流间隙,可以显著提高机组的效率。
4、热力系统的优化除了通流部分的改造,对整个热力系统进行优化也是通流改造的重要内容。
例如,优化抽汽系统、加热器疏水系统等,能够提高系统的热经济性。
通流改造的实施过程通流改造是一项复杂的系统工程,需要精心策划和组织实施。
首先,要进行详细的前期调研和方案设计。
对机组的运行状况进行全面评估,分析存在的问题,确定改造的目标和技术方案。
同时,要考虑改造的可行性和经济性,确保改造能够取得预期的效果。
在改造实施过程中,需要严格控制施工质量和进度。
对改造所需的设备和部件进行严格的质量检验,确保其符合设计要求。
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 剖析350MW 汽轮机通流部分改造施建冲(华能南通分公司,江苏南通 226003) 摘 要:分析了华能南通分公司引进的2台GE 公司设计制造的汽轮机性能偏离设计工况的原因。
介绍了改造方案和结果,并做了深入地讨论和分析。
关键词:汽轮机,通流部分,改造中图分类号:TK 267 文献标识码:B收稿日期:2003-04-21 华能南通分公司二期扩建工程容量为2×350MW ,是全套引进美国通用电气集团的具有二十世纪国际先进水平的现代化燃煤机组。
其中汽轮发电机为美国GE 公司设计制造,锅炉为美国B&W 公司设计制造,机组控制系统为美国Baily 公司设计研发的Infi90分散控制系统;工程总设计和配套设备的选型供货由美国Black&Veatch 公司总承包;#3、#4机组分别于1999年4月14日和7月12日顺利完成168小时考核运行。
投运以后机组运行稳定、可靠。
汽轮机主要参数:型号:D5T C2F -1067mm LS B 制造厂:美国GE 公司型式:一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、亚临界、凝汽冲动式额定出力(ECR ):350MW最大连续出力(MCR ):371.326MW 四阀全开出力(VW O ):379.906MW 汽机保证热耗:7790k J/kWh主汽压力/温度:16.67MPa/538℃再热汽压力/温度:3.67MPa/538℃主汽流量:1072m 3/h 再热汽流量:880m 3/h 给水温度:283.8℃汽轮机级数:22级,其中:高压9级,中压7级,低压2×6级,回热抽汽8级低压缸排汽压力:4.91kPa汽轮机控制系统:MARK Ⅴ型(DEH -电液数字调节)1 改造目的1999年9月和12月,华能南通分公司和美国GE 集团按照合同规定的ANSI/AS ME PT C6.1规范要求,由国家电力部西安热工研究院分别进行了#3、#4汽轮机性能验收试验,其主要性能参数见表1。
专业技术报告#1机组通流改造性能分析摘要由于我厂350MW汽轮机组经过近三十年运行,老化明显,效率低下,经济性较差,为提高机组效率,我厂与2012年对#1机组进行通流部分改造。
本文首先分析了国际以及国内得汽轮机通流改造得必要性,以及通流改造经过多年得实践取得得丰富得经验本文指出了我厂350MW进口汽轮机改造前具体问题,并逐一说明了此次通流改造所做得针对性得改造;机组经过通流部分改造后额定工况下机组得热耗为7928、3kJ/(kW、h),低于设计值约0、15个百分点,机组得改造比较成功,高压缸炯效率提高了0、9%,中压缸炯效率提高了3、4%,低压缸炯效率提高了3、6%,使得整个机组得炯效率有了很大得提升。
关键词:350MW机组,通流改造,性能试验,机组效率#1机组通流改造分析1引言1、1选题背景及意义我国04年以后,发电装机容量与发电量增速更快,2005年、2006年与2007 年,中国电力装机容量连续突破5亿千瓦、6亿千瓦与7亿千瓦,到2008年末,我国发电装机容量达到7、9亿千瓦,比2007年增长10、34%,发电量达到3、4万亿千瓦时⑴,其中,爆煤机组占了75、7%,发电量占80%以上,耗煤量大,能源利用率目前也只有30%,低于世界先进国家20~30个百分点⑵,从我国350MW机组运行情况瞧这些机组设计技术就是20世纪60年代得,主要投产于80年代至90年代。
由于机组老化,其经济性已经远低于原设计水平;同时由于设计技术落后,机组得经济性远远低于国际先进水平。
全国数十台300MW机组得平均供电煤耗为340~360g/ (kW・h),比设计值高20~25g/ (kW・h),比国外同类运行机组高40g/(kW・h)左右⑶。
随着现代科学技术快速得发展,国内制造厂通过对关键加工工艺得改进与引进大型精密加工设备,产品工艺与质量得以大大提高,为先进机组国产化生产制造提供了可能。
利用原有热力系统得基础上,引入先进技术对汽轮机进行改造,提高现役机组得出力与经济可靠性,既节约时间,又节约费用。
仁2国内外汽轮机研究改造得现状近几年来,美国、日本等国对运行中得汽轮机组进行改造,做了很多基础工作, 取得了显著成绩。
美国得GE公司与西屋公司(WH)均在积极进行机组翻新工作。
1994年2月中旬WH公司动力部年会上指出,美国得装机容量已接近饱与,目前得主要任务就是老机组改造。
根据上述两公司得统计,翻新改造后得老机组,其出力、效率均可提高,且新增出力每KW 得投资仅为新机组得50%左右。
日本得日立公司从80年代初就对125—1000MW老机组进行改造,改造得主要内容为改进动、静叶型、改进汽封、降低中低压缸排汽损失,改造后得机组得热效率提高2—4%o 东芝公司对门0、165、220MW等老机组进行通流改造部分更新,使3种汽轮机得热效率分别提高了1、2%、仁4%与1、3%。
可见老机组得改造对于节能降耗、提高出力具有极为重要得意狡,国际上称这一措施为“决策性得措施”⑷。
1986年联合国援助第三世界国家得项目中,对我国200MW汽轮机低压缸效率低,叶型设计不合理,拟进行全面得技术改造,以达到节约能源,减少环境污染得目得。
随即我国骨干汽轮机制造企业,组成精干得班子,着手设计200MW汽轮机低压缸通流部分得改造方案。
东方汽轮机厂于93年10月在四川白马电厂实施改造E投运,各项技术经济指标都达到了设计得保证值,通过了联合国得项目验收,达到了预期得目得。
从200MW机组开始得。
随着改造得逐步深化与推广,相继在125MW机组与300MW机组上实施。
1999年1月,国内第一台125MW汽轮机组通流部分改造在徐州发电厂#4机实现0 1998年7月,国内第一台300MW汽轮机组通流部分改造在国电谏壁发电厂#7机实现,并且就是国内第一次采用国外先进技术进行改造得汽轮机组⑸。
迄今为止,全国已经改造得大型火电机组多达70台,国产125MW、200MW以及300MW机组得现代化改造已经进入全而铺开得时期。
参与现代化改造工程得有东方汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂、北京汽轮电机厂、龙威公司以及国外得SIEMENS公司等多家制造厂。
与此同时,取得了丰富得经验,主要体现在以下几方面⑹t I(1)通过运用最新得叶片与隔板得结构来减少汽轮机因汽流扰动及节流产生得损失,并提高机组调峰性能与安全性能;(2)釆用先进得改进制造工艺,来减少汽轮机因磨擦造成损失外,提高了机组得安全性与可靠性;(3)采用新型汽封结构与轴封结构来减少汽轮机因泄漏造成得损失;(4)改进调节汽门来改进汽轮机在这方面造成得节流损失;(5)改变反动度使之合理,来减少汽轮机因汽流扰动造成得损失。
2机组存在问题及改造必要性2、1改造背景华能电厂#1汽轮机组,所沿用得设计为上世纪70年代得产物,在制造工艺等方而受到诸多得限制,与现在得大型机组相比较,经济性能十分得低下。
华能凝汽式350MW汽轮机,1号机组于1990年7月4日并网发电。
由于机组投产较早,运行已达22年之久,当时得设计技术、加工等条件下,具有很多不完善得地方, 经济性大大降低。
在运行中,该机组高、低压缸圳效率均较低,机组热耗与汽耗偏高,使得经济性更差。
经过分析发现该通流部分设计落后就是造成该汽轮机性能低下得最主要原因,主要表现在:1、总得原因就是设计年代较早、技术落后。
2、叶型损失非常大。
3、热力特性参数偏离最佳值,某些级得速比与焙降分配不合理导致级效率低。
4、通流面出现污垢,对水蒸气流场有很大影响,加大了通流损失。
5、动静叶片损失大,叶片来流攻角偏大,增加了攻角损失。
综上所述,若想要提高此汽轮机得机组经济性,解决在运行影响经济性、经济性得因素就是关键,对机组进行通流部分改造就是唯一方法。
2、2汽轮机存在得问题2、2、1高压缸存在得问题(1)调节级效率低由于调节级动叶得弦高比很大,型线不流畅,导致二次流损失在总损失里占了很大得一部分,而且没有采用任何可以减小二次流损失得一些措施,以致效率较低。
(2)静叶型损失较大机组得静叶片型线老,使产生得损失较大,比先进得层流静叶叶型产生得损失高20%左右。
静叶片出汽边偏厚,叶栅尾迹损失大。
出汽边厚度与叶栅尾迹损失呈线性关系,对叶栅损失影响很大。
(3)气动设计方法过时高压通流部分叶片设计方法简单,仅采用二元流设计得,为简单得得扭叶片,与实际流动有差别,使流动产生很大得损失。
(4)动叶片型损大该机组所有动叶片均为设计方法仍偏简单得扭叶片。
与汽流实际流动状况存在较大差别,致使动叶型损失较大。
(5)动叶顶部汽封齿数少,漏汽量大机组叶片采用钾接围带,且钾钉头外鎔,围带上只能装两而汽封,汽封齿数少, 且高压缸各级压差大,根据以上分析可知叶顶汽封漏汽损失较大。
可以相应得增加汽封齿数以减少漏汽损失。
(6)高压缸动叶片较短高压缸动叶片短,相对高度小,就是导致二次流损失很大得重要原因之一。
目前东汽普遍采用可控涡流型与弯扭静叶片技术,经实践检验可以有效地减小径向二次流损失,使级效率提高1、5〜2、0%o(7)轴端汽封间隙大高压缸压力较高,轴端汽封间隙较大,造成漏汽损失较大。
2、2、2中压缸存在得问题(0静叶型损失较大原机组中静叶叶型不就是低损型层流叶型闻,叶型总损失比层流静叶叶型高18%左右。
(2)动叶片型损较大动叶片型损较大、攻角偏大,广3级正攻角偏大,4~7级负攻角偏大,最大达-48°,导致很大得攻角损失。
(3)与高压缸相同,动叶顶部采用钾接围带,汽封齿数较少,漏气量较大o(4)末采用内平外斜围带光顺子午通道。
(5)动叶片未采用弯曲叶片。
(6)轴端汽封间隙大,增如了漏汽损失。
2、2、3低压缸存在得问题(1)低压正反向4、5级动叶为无锁口叶片这两级叶片原设计从安全性考虑,采用锁块封口而无叶身,不但对级效率有较大影响,而且对锁块相邻叶片动强度不利。
目前,东汽已将锁块改为钛合金锁口叶片,级效率约提高0、5%o(2)低压缸广3级静叶型损大低压缸广3级静叶为直叶片,并且叶片型线为80年代叶型,叶型损失较大,效率低。
目前东汽改进得高效后加载层流叶型比原叶型总损失下降20%。
(3)未采用弯曲与弯扭叶片技术低压缸叶片较长,径向压力梯度较大,由于未釆用弯扭叶片,二次流损失较大虽然其在级内损失占得比例不像高压缸那么大,但就是绝对值较大。
目前东汽采用弯曲或弯扭叶片可大大降低端部损失。
(4)汽封间隙大,漏汽量大。
(5)第3~6级采用铸造隔板由于铸造隔板制造偏差较大,影响缸内气动性能,与焊接隔板相比,其效率可低2~3%。
(6)末级静叶未采用空心叶片湿汽损失就是机组低压缸主要级内损失。
不但影响了级内效率,并且湿蒸汽对动叶片冲蚀作用严重影响了机组得安全运行。
根据影响汽轮机经济运行得因素,提出了机组通流改造得可行技术,主要有:1、除高中压外缸保持不变外,高压内缸、隔板、汽封、轴封、高中压转子等全部更换。
2、高、中压通流部分釆用冲动式设计,高压缸级数由原来得1+8级改为1+7 级,中压缸级数维持7级不变。
3、高、中压缸均采用传统梳齿式汽封,高中压间汽封由4圈增为8圈,高、中压间汽封体后部外侧设计3圈过盈密封圈,以减少高压內缸与中间汽封体之间得漏气量。
对低压缸得改造措施有:1、除低压外缸及连通管保持不变外,低压内缸、低压转子、隔板、汽封、前后轴封等全部更换。
2、低压缸级数由2x6级,前3级为反动式,末3级为冲动式,末级叶片采用1029mm叶片。
3、隔板及叶顶汽封采用传统梳齿汽封,低压轴封加装接触式汽封。
4、3号、4号轴承改为可倾轴承。
3号、4号瓦加装顶轴油。
3改造后性能参数汽轮机通流部分改造后,于2012年4月并网发电,运行稳定、振动指标良好, 天然煤耗下降明显,并于2012年5月对#1机组进行汽轮机热了试验。
试验数据得出:额定工况下机组得热耗为7928、3kJ/(kW、h),比设计值7940kJ/(kW、h)低约0、15个百分点,机组得改造比较成功经过西工院对通流部分改造前后得热力试验分析得出以下结论:在50%THA、75%THA、100%THA负荷下,对通流改造前E高压缸、中压缸、低压缸炯效率进行对比分析。
表1 100%THA负荷通流改造前后对比由此结果可知,当机组100%THA负荷工况工作时,机组经过通流部分改造后,高压缸炯效率提高了0、9%,中压缸圳效率提高了3、4%,低压缸炯效率提高了3、6%,使得整个机组得炯效率有了很大得提升,低压缸承担得做功量最大,所以低压缸炯效率得大幅提升大大提高了机组得热经济性。
经过通流部分改造之后,低压缸得炯效率还就是很低,所以低压缸具有最大得节能潜力。
表负荷通流改造前后对比由此结果可知,当机组75%THA负荷工况工作时,机组经过通流部分改造后,高压缸炯效率提高了2、1%,中压缸炯效率下降了0、4%,低压缸炯效率提高了1、2%, 由于机组在75%THA 下运行,使得机组中压缸得炯效率低于通流改造前得圳效率, 但就是整个机组得炯效率相对于通流改造前还就是有一定得提高。