大型燃煤机组低真空改造后的若干问题
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火电厂汽轮机低真空运行的原因及对策当前火电厂作为我国非常重要的发电形式,在火电厂生产运行过程汽轮机作为非常重要的设备之一,其正常的运行是提升发电效率的关键所在。
在当前火电厂汽轮机运行过程中,低真空运行作为一种较为常见的问题,对汽轮机组运行的安全系数带来了较大的影响,而且也不利于火电厂发电成本的降低。
这就需要我们在实际工作中,对导致汽轮机低真空运行原因进行深入调查,并采取切实可行的措施来有效地保障汽轮机运行的可行性,满足社会发展过程正常的用电需求。
标签:火电厂;汽轮机组;低真空运行;安全;原因;对策前言在当前火电厂汽轮机运行过程中,当其真空度过低时,则会对机组正常的运行带来较大的影响,甚至会导致经济损失和人员伤亡事故发生。
由于导致汽轮机组低真空运行的原因较多,其中汽轮机组真空系统气密性达不标准作为最为常见的原因,在实际工作中需要进行特别关注,及时发现问题所在,并采取切实有效的措施加以解决,确保机组能够安全、稳定的运行。
1 机组低真空运行安全问题1.1 低真空运行对汽缸膨胀的影响在汽轮机组在低真空运行状态下时,由于其排汽温度会不断升高,这必然会导致汽缸膨胀量增加,会导致通流部分的动静间隙发生变化。
在静子膨胀及转子不断拉伸过程中,如果在溫度变化不大的情况下,动静间隙变化所产生的摩擦和振动还会处于可控范围内,一旦排汽温度长高时,则在热应用作用下动静间隙会出现不同程度的变形,从而导致接合面连接螺栓出同松动及变形的情况,使机组出现不同程度的振动,严重时还会对接合面的严密性带来较大的破坏。
当凝汽器有膨胀产生时,则会导致汽轮机轴承升高,从而对汽轮发电机组的轴向中心还来不同程度的破坏,而且处于低真空运行的汽轮机,其轴向推力也会受到较大的影响,从而使轴承存在过负荷的情况,严重时还会导致轴承受到损坏。
1.2 低真空运行对凝结水系统的影响处于低真空状态下运行的汽轮机组,当其排汽温度升高时,凝汽器的膨胀也会随之增加,在这种情况下,管束和管板的接口由于膨胀不同,势必会对其密封性带来较大的破坏,从而对凝汽器的换热效果带来较大的影响。
燃煤机组超低排放改造的困惑与障碍研究在我国工业化发展的进程中,燃煤机组对于我国的工业化发展以及经济建设的发展起到了十分关键的作用。
但其也给环境污染带来了诸多问题,为此燃煤机组需要实现低排放来解决环境污染问题。
燃煤机组低排放是大气环境治理污染的必然选择,但是实现燃煤机组的超低排放,由于其指标要求过于严格将会因为现实条件的存在给燃煤机组的改造带来诸多困惑与障碍。
因此,实现燃煤机组的超低排放还需要进一步的研究和论证。
标签:燃煤机组;超低排放;困惑;障碍前言就我国目前工业企业发展现状而言,燃煤机组在发电工业领域依然占据着重要的地位。
经过多年的发展,燃煤机组已经形成了一定的生产规模以及工艺技术模式。
但随着国家推行绿色低碳环保的政策理念,对于燃煤机组国家已经开始鼓励或者要求使用超低排放技术。
所谓燃煤污染物超低排放技术,是指通过先进的综合治理技术,使燃煤装置的污染物排放达到燃气装置的排放水平。
其意义在于从根本上解决燃煤污染问题和能源与环境矛盾瓶颈,打开煤炭能源利用的枷锁,对大气环境质量改善和经济社会发展有着积极作用。
但从另外一个角度即我国现阶段工业发展实际出发,推行燃煤机组超低排放改造还存在一定的困惑与障碍。
1 现行法规政策给燃煤机组超低排放带来的困难对于燃煤机组的排放标准,我国在2011年由国家环保总局和国家质量监督检验疫总局共同颁布了标准号为GB13271-2001的《锅炉大气污染物排放标准》。
并从2012年1月1日其实施。
该标准也是对1991年制定的标准号为GB13271-1991《锅炉大气污染物排放标准》的二次修订。
但是随着国家环保新政策及新要求的变化,国家又在2014年对《锅炉大气污染物排放标准》进行了第三次修订,修改后的标准号为GB13271-2014,并要求自2014年7月1日开始实施。
经过调整后,燃煤电站标准为:在用锅炉安表一执行,新建锅炉按表2执行。
从以上两个表格不难看出,国家对于2014年7月1日后的在用和锅炉制定了大气污染物排放浓度值标准。
浅谈机组运行中真空降低的影响及应对措施摘要:凝汽器真空系统作为火力发电机组的重要组成部分,其运行性能直接关系到发电机组的运行经济性和安全性,在汽轮机正常运行时维持凝汽器真空在合适范围内运行,对发电机组的安全平稳运行具有重要意义。
关键词:凝汽器真空;降低;影响;应对措施华能阳逻电厂2×640MW超临界汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂与三菱公司联合设计、生产的模式。
本机组为超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、双背压凝汽式汽轮机,具有较高的效率和安全可靠性。
高中压积木块采用三菱公司成熟的设计;低压积木块以哈汽成熟的640MW机组积木块为模型,与三菱公司一起进行改进设计,使之适应三菱公司的1029mm末级叶片。
凝汽器抽真空系统设有三台50%容量的机械真空泵。
机组启动时,三台泵同时投入运行,以缩短抽真空时间。
正常运行时,一台或两台真空泵投入即可维持凝汽器所要求的真空。
凝汽器水室设有一台水室真空泵,以便在循环水泵启动时建立虹吸。
本机组采用单元制直流供水系统,循环水取自长江水。
凝汽器管侧设有两套二次滤网和两套胶球清洗装置。
凝汽器采用双背压,冷却水管采用TP304不锈钢管。
循环冷却水通过两根DN2200的循环水管经自动反冲洗二次滤网先进入低背压凝汽器,然后流经高背压凝汽器后经胶球收球网排至排水口。
提高汽轮发电机工作蒸汽的初参数和降低蒸汽的终参数能有效的提高朗肯循环的热效率,从而提高机组的经济性。
真空是影响蒸汽终参数的重要因素,包括设计、安装、制造、运行维护等多方面,对于运行机组我们需要对可能引起凝汽器真空系统故障的原因进行定期的分析,及时发现存在的隐患,采取相应的措施予以解决,确保机组的安全经济运行。
1、真空的形成与意义凝汽器是保证机组正常运行的重要设备之一,在汽轮机中做完功的蒸汽进入凝汽器汽测,循环水泵不间断的把冷却水送入凝汽器水侧铜管内,通过铜管把热量带走,使排汽凝结成水流回热井被循环利用。
蒸汽在冷凝过程中其比容急剧减小,在完全液化后其体积约占原来的三万分之一,因此原为蒸汽所占的空间就形成了真空,而凝汽器中其它不能凝结的气体被真空泵抽走维持着机组真空,从而防止不凝结气体在凝汽器内部积累。
燃煤机组超低排放改造后空预器堵塞研究与对策摘要:燃煤机组在超低排放改造后,SCR烟气脱硝系统运行时造成空预器堵塞,严重影响机组安全稳定运行,通过研究造成空预器堵塞的根本原因,提出对策和预防措施,解决了空预器堵塞问题。
0 引言随着国家对环保指标的标准值进一步提高,火力发电机组都进行了超低排放改造,环保指标达到了2015 年环保部的标准值。
针对氮氧化物(NOX),大部分电厂采用的是选择性催化还原脱销方法(SCR),在SCR化学反应结束后,反应过剩的还原剂NH3会在空预器中和三氧化硫(SO3)以及氮氧化物(NOX)反应生成硫酸氢氨(NH4HSO4),硫酸氢氨在一定条件下以液态形式粘附在空预器扇形板上,再粘附积灰,时间久了形成板结,造成空预器堵塞,严重影响机组安全稳定运行。
2016 年贵溪三期两台640 MW机组进行了超低排放改造,空预器差压逐渐升高,见图1。
至2017 年8月,1 号炉空预器差压最高达2 540 Pa,造成风机频繁失速,机组被迫降负荷运行。
1 空预器堵塞机理分析1.1 脱硝机理图2 为SCR 脱硝机理:利用催化剂和NH3 等还原剂与烟雾中的NO或者NO2发生化学反应生成N2和H2O,SCR 化学反应式如下:4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O1.2 硫酸氢氨生成机理锅炉尾部烟气脱硝过程中逃逸的NH3与SO3反应生成硫酸氢氨(NH4HSO4),硫酸氢氨在146~207 ℃内为液态,液态NH4HSO4对飞灰的吸附能力极强,很容易与锅炉烟气含有的飞灰粒子相结合,然后吸附空预器表面沉积成灰甚至板结,造成空预器被积灰腐蚀和堵塞。
发生的化学反应为:NH3+SO3+H2O=NH4HSO42NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO41.3 空预器堵塞物化学分析利用停机机会取出空预器波纹板上堵塞物进行化验分析,结果显示绝大部分是硫酸氢氨,见图3。
2 空预器堵塞原因研究2.1 煤质影响因煤价上涨,火电机组经营形式严峻,很多电厂为了降低煤价,都不同程度的掺烧了劣质煤和高硫煤。
哈尔滨发电厂12MW机组真空降低的分析与治理作者:黄广婷来源:《活力》2009年第21期[关键词]凝汽式汽轮机组;真空低;设备改造;运行维护一、影响凝汽器真空降低的原因分析1.真空系统泄漏的影响。
4号机组运行中,经常出现凝汽器真空降低,排汽温度升高,传热端差增大的现象,这些现象表明真空系统可能有漏汽部位。
于是展开对真空系统的检查:(1)检查轴封供汽系统,由于4号机组的轴封供汽来自于均压箱,因此均压箱的压力高低直接影响了真空系统的严密性,如果轴封齿磨损,均压箱压力过低,就会有大量空气顺着低压侧轴封漏入凝汽器,使凝汽器真空度降低。
(2)检查凝结水泵,发现入口压力表有摆动现象,凝结水流量下降,用烛光法检查,凝结水泵入口是否有空气漏入。
因为凝结水泵入口为负压,机械密封不严,就会漏入空气影响凝汽器真空。
(3)检查疏水扩容器系统管道、阀门是否有漏汽部位。
低加疏水阀门有无泄漏,可用烛光法检查。
2005年,曾经发生过真空缓慢下降现象,后经查找确认疏水扩容器排大气门轻微泄露,经检修人员处理后,真空恢复到正常。
2.循环水系统缺陷造成的影响。
凝汽器真空降低除了与漏入空气有关,还与循环水流量、进水温度、传热效果有关。
(1)循环水流量不足,具体检查步骤如下:①若凝汽器中流体阻力增大,将引起循环水进出口压差增大,循环水泵出口和凝汽器进口的循环水压增高,冷却水塔的淋水量减少,由此判定凝汽器内管板堵塞。
②循环水泵的供水量减少,通过检查泵的入口压力表,若表计指示摆动,泵内有噪音和水冲击声,出口压力下降并摆动,判断循环水泵供水不足。
我厂4号机循环水泵经常出现供水不足现象,由于设计施工时,泵体基础高,取水口位置高,另外,周围树木茂盛,每到秋天落叶堵塞滤网造成循环泵供水量降低的现象时有发生。
(2)冷却循环水进口温度的影响在其他条件相同,冷却倍率不变时,进口温度越低排汽温度越低,即凝汽器真空越高。
我厂处于市中心,独特的地理位置,给生产带来一定的麻烦,周围高楼林立,树木茂盛,这给循环水的冷却造成困难,由于通风不好,造成循环水回水冷却效果不好,夏季,污水处理厂的排污净化水无处可用,用它来作为水塔的一部分补水(排污净化水温度平均30℃以上),另一部分补给水采用工业水,这使得循环水温度明显要比单纯用工业水作补给水高得多(夏季循环水平均温度达到30℃),使得机组真空度过低,满负荷下真空最低达—0.08MP,极大地影响机组出力,降低运行的安全性和经济性。
论火电厂汽轮机低真空运行的原因及对策在火电厂的运行中,汽轮机的正常运行至关重要。
然而,汽轮机低真空运行是一个常见且较为棘手的问题。
这一状况不仅会影响机组的发电效率,还可能对设备的安全性和稳定性造成威胁。
深入探究汽轮机低真空运行的原因,并制定相应的对策,对于保障火电厂的安全、稳定和高效运行具有重要意义。
一、火电厂汽轮机低真空运行的原因1、凝汽器故障凝汽器是汽轮机排汽冷却的关键设备。
如果凝汽器铜管结垢严重,会大大降低其换热效率,导致排汽压力升高,真空度下降。
此外,凝汽器的密封性出现问题,如铜管泄漏,会使冷却水中断或减少,也会影响真空度。
2、循环水系统问题循环水的流量、温度和压力对汽轮机真空度有直接影响。
循环水泵故障、叶轮磨损或管道堵塞等,都可能导致循环水流量不足。
而循环水温度过高,通常是由于冷却塔散热效果不佳造成的,也会使进入凝汽器的水温升高,影响凝汽器的冷却效果。
3、真空系统泄漏真空系统的严密性是维持汽轮机正常真空的重要条件。
当真空系统中的阀门、管道法兰、焊缝等部位出现泄漏时,外界空气会进入系统,破坏真空。
4、抽气设备故障抽气设备负责将凝汽器内的不凝结气体抽出,以维持真空。
如果抽气器工作不正常,如抽气能力下降、工作水温度过高等,就无法有效地抽出不凝结气体,导致真空度降低。
5、负荷变化当机组负荷突然增加时,蒸汽流量增大,如果循环水系统和抽气设备不能及时适应这种变化,就可能导致真空度下降。
6、运行操作不当运行人员在操作过程中,如果对相关参数的调整不及时、不准确,例如对循环水进出口温度、凝结水水位等控制不当,也会引起汽轮机低真空运行。
二、火电厂汽轮机低真空运行的对策1、加强凝汽器的维护与管理定期对凝汽器进行清洗,去除铜管内的结垢,提高换热效率。
同时,加强对凝汽器密封性的检查,及时发现并处理泄漏问题。
2、优化循环水系统定期检查和维护循环水泵,确保其正常运行。
对于管道堵塞等问题,要及时清理。
此外,提高冷却塔的散热效果,如加强对冷却塔的维护、调整淋水密度等,降低循环水温度。
火电厂600MW机组系统真空下降原因分析摘要:凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响,如机组真空下降1%,机组热耗将要上升0.6%~1%。
凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及抽气器的工作状况等因素制约。
本文对火电厂600MW机组系统真空下降原因及对策进行了分析研究。
关键词:火电厂;600MW机组系统;真空下降原因;对策凝汽器中真空的形成是由于汽轮机的排汽被凝结成水,其比容急剧缩小。
在运行中真空下降,将直接影响汽轮机汽耗和机组出力,同时也给机组的安全稳定运行带来很大的影响。
因此,对影响凝汽器真空的原因进行分析和处理十分必要。
1. 真空降低对机组的影响1)当汽机的排汽压力、温度升高,蒸汽在机内的可用焓降减少,蒸汽在凝汽器中的冷源损失增大,机组效率下降,机组出力减少2)凝汽器真空下降较大而排汽温度上升较高时,将使排汽缸及低压轴承座等部件受热膨胀,引起机组中心偏移,机组发生振动3)真空降低,要维持机组负荷不变,需增加蒸汽流量,引起末级叶片可能过负荷,轴向推力增大,推力瓦温度升高,严重时可能烧毁推力瓦4)由于排汽温度升高,可能引起凝汽器冷却水管胀口松动,破坏凝汽器冷却水管严密性5)排汽的体积流量减少,对末级叶片工作不利有资料显示,当机组汽耗量不变时,真空恶化1%,将引起汽轮机的功率降低约为额定容量的1%。
当汽轮机的负荷不变时,真空恶化1%,相当于电厂的燃煤消耗量增加大约为1-2%。
真空每降低1kPa,汽轮机汽耗平均增加1%~2%。
因此,有必要分析机组凝汽器真空度下降的原因,找出预防真空度下降的措施,从而提高凝汽器性能,维持机组经济真空运行,以便直接提高整个汽轮机组的热经济性。
2. 凝汽器真空缓慢下降的原因分析及对策1)真空系统不严密。
当系统存在较小漏点时,不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位,最后泄漏到凝汽器中,过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热,使真空异常下降,这类真空下降的特点是下降速度缓慢,而且真空下降到某一定值后,即保持稳定不再下降,这说明漏汽量和抽气量达到平衡。
600MW超临界机组真空低原因分析及处理摘要:火电厂发电过程当中,600MW超临界机组的真空严密性,能够直接影响到机组工作的稳定性和经济性,真空严密性较差会直接带来用电厂的煤耗增加,以及凝结水的溶氧量上升等方面的问题,严重的情况下还可以直接影响到汽轮机的安全工作。
因为真空系统的构成相对比较复杂,并且受到环境影响因素比较明显,对于不同的工作基础来讲产生真空泄露的区域也各不相同,电厂需要依照自己本身的发展特性制定出真空检验的方式和方法,并且选择合理的在线检修方式,最大限度上保证机组真空程度。
关键词:超临界机组;真空严密性;解决对策基础真空主要是针对电厂的运营和发展过程当中的一种经济性运行指标,在电厂机组的运行过程当中,实现了对一些非常重要参数的监测,通过实践分析可以看出真空机组每下降1kPa,那么发电机的耗煤会直接上涨2.5g/kWh左右,并且在空气当中凝结水会造成整体的溶氧量提升,加快了设备的腐蚀程度,严重影响到了设备的安全稳定工作。
在真空度相对较低的时候,也会对机组的工作负荷产生影响,机组的正常工作过程当中,工作人员可以观察机组的真空变化,对后续的操作进行设定。
比如通过增减负荷或者是启动循环泵的方式,对空气的压力值进行有效的调整,不断的提高机组内部工作的经济性和稳定性,除了需要考虑机组运行的安全性之外,其中汽轮机的真空程度也是汽轮机工作过程当中必须重点监测的参数之一。
当前在我国一些大型的汽轮机发电过程当中,基本上都没有对真空区域实施跳闸防护,在工作当中如果超过规定限制之后,会直接对汽轮机的正常工作产生影响,汽轮机内部的真空值的稳定性,对于机组运行的耗能量和安全程度有着非常重要的意义,同时对于工作人员的工作监测有着直接的引导性作用。
1.600MW超临界机组真空度低的原因汽轮机组在工作过程当中,由于受到循环水和冷却水的影响,在内部的空间体系上会产生明显的上涨或者是下降的现象,汽机内部产生的高度真空环境,对汽轮机的安全稳定工作形成了重要的保障。
火电厂汽轮机低真空运行的原因及对策摘要:由于更多的原因导致低真空汽轮机工作,其中,汽轮机增压系统的真空不符合最常见的原因,在实际工作中需要特别注意、及时发现问题并采取有效措施以确保汽轮机的安全稳定运行。
在的生产和运行过程中,低汽轮机真空是一个非常普遍的问题,对机组人员的安全和经济工作产生了重大影响。
如果汽轮机的真空很低,就会增加燃煤消耗,降低效率。
此外,如果真空是由于空气泄漏造成的,这将导致冷凝水中的氧气含量增加,进而导致设备腐蚀,增加电厂维修和维护成本。
关键词:火电厂汽轮机;低真空运行;对策;前言:在目前的工作中,当的真空消逝时,它可能会对正常运作产生更大的影响,甚至可能造成经济损失。
真空系统运行得更大,如果出现问题,它会阻碍正常的电力设备。
因此,必须注意改进和优化汽轮机的电容设备的工作,结合长期使用汽轮机的经验发现了低真空的具体原因。
一、火电厂汽轮机低真空运行的原因1.通过冷却管中的循环水汽轮机的影响吸收了进入冷却管的蒸汽的潜在热量,使其凝结成水,然后迅速减少体积,导致高真空;一旦汽轮机中的铜管堵塞,循环泵的供水减少,就会导致循环水短缺,从而减少电容中的真空。
在循环泵失效、循环压缩不良等情况下,这将导致循环水中断,导致冷凝器中的蒸汽热量难以通过循环水运输,导致冷凝器前循环泵出口压力迅速下降;随着循环水中的温度上升,它会吸收更少的热量,大大降低蒸汽的凝结速度,从而减少真空中,汽轮机对电容故障类型的影响。
2.包括满水、热传导恶化、水外流、真空系统不强等等。
其中高水位将导致汽轮机的铜管淹没,降低开放铜管面积,降低蒸汽冷却面积,冷却效应下降,最终导致低真空;热传导恶化,特别是汽轮机表面腐蚀或形成,导致设备热交换恶化;水的泄漏与汽轮机铜管的泄漏特别相关,这导致冷却水进入设备的蒸汽一侧,影响水质和水位,甚至造成安全事故;非致密真空系统特别适用于冷凝器蒸汽一侧的不密封,这导致空气进入冷凝器,过多的空气流入,这在很大程度上影响了汽轮机中的热交换。
大型燃煤机组低真空改造后的若干问题 张继勇 李小洪 仲崇林(国电吉林热电厂,吉林 吉林 132021)摘要:通过对某厂220MW机组低真空循环水供热改造东北地区首次尝试,低真空供热改造技术,在国内中大型汽轮机发电机组的节能改造中,迈出了关键的一步。
运用本次改造成功经验,推动了北方电力与供热市场的共同发展,适应当前的城市供热质量及节能环保需求。
为当前的220MW以下机组的生存奠定里基础,220MW机组及以上机组的继续改造扫清了道路上的障碍。
关键词:低真空循环水供热 抽汽式热网供热 改造 经济性前言抽凝式供热机组既发电又供热,相比同类型、同参数的纯凝发电机组具有较高的热效率(燃料利用系数),但是在能量转换过程中,仍然存在着很大的冷源损失。
在汽轮机中做完功的乏汽流最终排入凝汽器,乏汽的热量通过表面式换热器传给了循环冷却水,循环水将热量通过冷水塔排向了大气。
凝汽流中巨大的汽化潜热不仅白白地浪费掉了,而且对大气环境造成了热污染。
2001年,国家经贸委、国家发展计划委、建设部发布的《热电联产项目可行性研究科技规定》1.6.7条:“在有条件的地区,在采暖期间可考虑抽凝机组低真空运行,循环水供热采暖的方案,在非采暖期恢复常规运行”。
现阶段采用低真空循环水供热符合国家现行有关规定。
国电吉林热电厂在2013年7月,开始对两台220MW机组其中的一台进行低真空循环水供热改造。
通过两年来的运行实践证明,机组的各项运行经济指标能够达到设计要求,可以继续向300MW、600MW 机组推广。
但是在使用中也出现了一些问题,使即将改造或正在改造的大型火力发电机组发电企业引起注意。
1 低真空循环水供热改造原理如图1所示,抽凝机组要实现基本的朗肯循环过程,必须设有冷源,作为热力循环的工质循环利用。
从凝汽器出来被加热的循环冷却水进入冷却塔进行冷却后,继续当做冷却水循环利用,汽轮机排汽在真空状态的凝汽器中等温凝结放出大量凝结汽化潜热,这些热量被循环水携带到冷却塔中排入大气,如图1b中表示1-2-3-5-6-1为蒸汽在汽轮机中做功的焓,面积2-3-9-7为排出废汽焓。
在上述过程中,如果提高汽轮机排汽温度,降低排汽缸真空度,从而提高循环水温度供给热用户,通过热用户的暖气片散热取代冷却塔,这种运行方式称为低真空循环水供热技术,如图1b中表示面积1-2b-3b-5-6-1为蒸汽做功焓,面积2b-3b-8-7-2b为用于供暖的热量。
·787·图1 低真空改造后朗肯循环图低真空循环水供热改造后的经济性主要表现:(1)汽轮机冷正常运行中端损失占总损失的50%以上,如果能利用好这些排放掉的冷端损失是最佳节能方式,节能量大且效果显著,基本上不用增加燃料成本。
(2)将进入汽轮机的蒸汽能量中高品质的部分做功用尽,再留给下游凝汽器低真空循环水吸收供热,回收了冷端损失所排放的热量。
(3)低真空循环水凝汽器供热后,由于充分的利用了汽轮机的冷端损失,全厂燃料能源利用效率由40%提高到改造后的90%(4)低真空循环水供热改造相比热泵供热改造技术更简单,投资少,运行费用低,收效更大。
低真空循环水供热改造特点:城市供热量大,利用汽轮机冷端损失热量,热量品质较低,对于城市供热负荷来说能够稳定供热。
2 低真空循环水供热改造适用范围在研究凝汽工况或调节抽汽机组改造为低真空循环水供热的问题时,火力发电企业通常应贯彻如下原则:(1)在保证用户所需供热量和供热参数的前提下,尽可能多发电;(2)改造应贯彻简单易行、投资少、见效快的原则;(3)改造后,机组应能长期安全可靠运行,汽轮机和电厂效率应明显提(4)东北、华北、黄河流域需要冬季供热地区,对低真空循环水供热都有改造需求市场;(5)大、中型城市,城市人口密集,供暖要求高,供热需求量大,有大而稳定的供热负荷;(6)供热火力发电厂最好有两台以上机组,保证其中一台是抽汽供热机组,保证供热需求量大,供热温度高的情况下顶尖峰供热使用。
一台改造低真空循环水供热改造,在冬季供热期保持热网基本供热需求。
在国电吉林热电厂220MW机组低真空改造之前,国内运行的的低真空循环水供热机组多为50MW机·788·组。
大型火电机组改造缺乏成型的工作经验,需要在不断摸索中自己进行总结。
但是,从外部供热的自燃环境看,吉林热电厂两台220MW机组其中一台具备低真空循环水供热改造条件。
3改造中的实际问题3.1低压缸转子的处理方案低真空循环水供热改造工作中,低压缸末级叶片不做功反而还消耗能量,形成鼓风热量。
正常运行中,汽轮机低压缸末级叶片受力最大,决定了汽轮机的运行出力。
而低真空循环水供热改造后,低压缸排汽温度和压力参数都发生了改变,末级叶片的受力也比原来设计工况增大,改造后对汽轮机安全性构成威胁。
所以,大容量汽轮机低真空循环水供热改造必须对低压转子进行改造。
低压缸转子处理上普遍采用的三种方案:3.1.1 低压缸转子两根互换方案汽轮机低真空循环水供热改造后,由制造厂家再打造一个低压缸转子。
整个冬季使用新打造的末级叶片短,级数少的汽轮机转子。
因为改造后汽轮机低压缸的温度上升,排汽压力升高。
所以,在改造过程中使用的转子一般都去掉末级叶片,并将次末级叶片加固,形成冬季供热的低压缸转子。
夏季则使用原设计机组的低压缸转子。
这种方案是向电厂提供一根备用转子供热用,转子比正常转子少1~2级,其它相同。
末级是一个新设计的末级,叶高适当缩短,满足冬季低真空供热要求,相应的新末级隔板和导叶也一并备用一套新的冬季时更换上。
夏季时恢复使用原机的转子、隔板。
适用条件:(1)冬季供热需求量大,夏季在纯凝汽发电运行时,满负荷或接近满负荷运行;(2)华北、西北、黄河流域(有迎峰度夏任务),夏季机组都在满负荷运行。
优缺点:(1)优点:冬夏季都能保证汽轮发电机组满负荷运行,满足供热与发电的不同需求;(2)缺点:每年需要开缸两次更换转子,新转子与原来发电机转子不是同一批次,对轮螺栓存在误差比较大,在每次更换时需要铰孔或使用液压螺栓,对设备损伤比较大,提升了造价。
3.1.2 低压缸转子改造方案在改造过程中,一般都将使用的转子去掉末级叶片,并将次末级叶片加固,形成专业的低真空循环水供热低压缸转子。
安装完成后,不再改造回来,形成了永久性的固定改造。
改造方案:(1)将末叶拆除,重新设计末级叶片和相应导叶。
新末叶的地叶根照配,叶高适当减短。
该转子比正常设计转子少1级,其他相同,满足冬季供热要求。
相应的新末级隔板和导叶重新设计,原来末级隔板换成导叶环。
(2)改造后就不再动。
冬季满足供热需求,夏季将影响出力。
但是,夏季这一地区的发电负荷必须要小(不超过原来的70%~80%),对电厂经济性不会造成影响。
(末级叶片决定汽轮机额定出力)·789·适用条件:(1)冬季有稳定的供热负荷,夏季发电负荷比较小;(2)东北地区(特别是吉林省、黑龙江省)优缺点:(1)优点:这种转子改造方式简单,花费资金少,转子不需要经常更换。
(2)缺点:夏季不能投入大发电负荷,纯凝汽式运行电网需要调大发电负荷时困难,机组的额定出力受到了影响。
这种改造方案,只适用于机组小缺乏再投资价值,供热质量要求不高,夏季基本上没有发电任务的机组。
末级叶片设计强度要好,比次末级叶片要强,拆除末级叶片后,要加强次末级叶片的强度。
3.1.3 低压缸转子不做改变低压缸转子原封不动,冬季供热时强行提高凝汽器低真空、排汽温度,循环水直接导入热网进行供暖或进入二次加热器升温。
适用条件:(1)优点:投资小见效快,不需要设备改造资金。
(2)缺点:缺少安全论证,末级叶片安全性没有保证,对轴系的振动损伤比较大。
通过对三种低真空循环水供热后低压转子变更。
通过认真对于末级叶片消耗的损失核算,末级叶片将随着机组的容量增大而加长。
在提高机组凝汽器的背压和温度的同时,机组的安全性、经济性将受到严重威胁。
吉林热电厂11号机组从机组的大容量考虑,供热期间末级叶片所消耗的能量造价要要远远高于更换转子的造价。
所以,吉林热电厂采用低压缸转子互换方案。
3.2凝汽器支座弹簧核算由于低真空循环水供热改造后,凝汽器内的循环水量、膨胀量发生了改变,需要对凝汽器的弹簧支撑重新核算。
原凝汽器弹簧支座由8组共计80个弹簧组成,在凝汽器改造作为热网凝汽器使用后,整个凝汽器壳体热膨胀较原来增大,由此引起弹簧顶起力增大,从而对低压缸有一个较大的向上顶起力,故需对原来弹簧支座进行改造,经过分析,采用改变支座弹簧来解决膨胀引起的弹簧顶起力。
经过计算,改造后凝汽器重量约为294t,较原来的304t轻了约10t。
正常运行凝汽器水侧重约132t。
凝汽器安装温度按15℃考虑,凝汽器支座底板到低压缸死点的高度距离约为10090mm。
现将弹簧数量由80个改为64个,选用D09.700.182的弹簧,弹簧刚度206kgf/mm,弹簧自由长度397.5mm。
3.3凝汽器内铜管更换为白钢管低真空循环水供热改造后,热网的回水压力比原来循环水压力高,而且温度提高较多,需要考虑凝汽器铜管所承受的压力和腐蚀问题,将原有的铜管全部更换为白钢管。
主要是考虑实现低真空循环水供热后,回水压力增加,同时供热循环水水中的Cl-在温度升高下加速腐蚀,将凝汽器内原铜管全部更换为不锈钢管后,增强了凝汽器的承压能力、抗腐蚀能力和换热效果。
更换后弥补了原有设计上的不足。
·790·4 改造后运行中出现的问题由于大型火力发电机组改低真空供热机组成型经验比较少,虽然经过了缜密理论核算和论证,但是一些小问题还是难免的。
4.1用抽汽式供热顶尖峰由于地处环境的一些不可抗拒因素,低真空循环水供热量比抽汽式供热量要小,机组尖峰及供热量需求大时期,存在供热量不足的现象。
出现这种现象后,就要弃电保热,保证居民的冬季供暖。
放弃低真空供热,用最大抽汽量来完成城市供热任务。
而改造后的低真空供热要比抽汽式供热的量小近20%。
这样就出现了,低压缸不但不做功反而耗功的不合理现象,低压缸由于产生的鼓风热量,需要投入低压缸喷水进行减温处理。
在以后的低真空供热改造中,需要认真考虑这类问题。
发电企业改造后的供热总量要超过原有最大热量的30%以上。
保证在机组供热尖峰时,不出现放弃低真空供热而使用抽汽式供热。
4.2低压转子的改造方案吉林热电厂220MW机组低压转子使用的是转子互换改造方案。
而吉林地区夏季的发电负荷只能在额定负荷的60%,最大不超过80%。
而另一台没有改造的220MW机组还能保证100%发电。
在负荷下低于额定80%下,压缸的末级叶片基本上不做功,反而要耗功。
这样,在理论上改造机组就完全可以使用转子改造方案,不使用转子互换方案。
以节省低真空循环水供热技改的改造资金,减少了春秋两季的停机揭缸互换转子的费用。