_41_纯凝机组改为供热机组的可行性研究与实践_中电联会议)

节能改造篇
纯凝机组改为供热机组
可行性研究与实践
樊庆林杜连庆
(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司)
1绪论
随着国家能源政策的调整，高效、环保机组在市场中占的份额越来越大。

老的纯凝机组，特别是中小纯凝机组，由于其循环效率偏低、环境污染严重将逐渐被淘汰。

老机组要想在激烈的市场竞争中生存，就必须提高其循环热效率，通过供热改造就是可选途径之一。

下面，以200MW等级机组为例，就凝汽式机组改为供热机组的可行性作讨论。

2 200MW等级机组供热改造
目前在线运行的老200MW机组主要有两种类型：三缸两排汽和三缸三排汽。

下面就两种情况分别讨论
2.1三缸两排汽机组
2.1.1 主要技术条件
型号: N210-130/535/535型
型式: 超高压、冲动、单轴、三缸、两排汽、凝汽式
额定功率: 210 MW
最大功率：223 MW
额定转速：3000 r/min
转速：从机头向发电机方向看顺时针
新汽温度: 535 ℃
新汽压力：12.75 MPa
额定进汽量：610 t/h
最大进汽量：670 t/h
再热蒸汽量：519.61 t/h
再热压力： 2.12 MPa
再热温度535 ℃
排汽压力：0.0054 MPa
冷却水温(年均/最高): 20/33 ℃
给水温度：244.3 ℃
级数: IC+11P+10P+2×5P=32
加热器数：2GJ＋1CY＋4DJ
汽耗： 2.950 kg/kW.h
热耗: 8164 kJ/kW.h
末级叶片高度: 710 MM
229
节能改造篇
230
2.1.2 200MW机组纵剖面图
2.1.3 改造原则
a. 机组现有的通流不变、
b. 汽轮机进汽参数不变。

c. 高、中、低压缸安装尺寸及对外接囗尺寸不变。

d. 高中压主汽门、调门不动，前、中、后轴承座与基础接口不变，转子与发电机及主油泵的联接方式不变，与盘车装置连接方式及位置不变。

E 汽封系统，主汽系统、再热系统、额定转速、旋转方向不变。

一级旁路系统、二级旁路系统等不变。

a.机组的基础不动，对基础负荷基本无影响，机组的轴向推力满足设计要求。

b.机组改造后纯凝运行时的效率与原设计值相当。

g. 在现有回热系统的基础上增加抽汽系统，抽汽系统简图如下：
安全阀
联通管抽汽
2.1.4 供热能力
由于在纯凝工况下该机组的中排压力为0.2512MPa.a，所以提供0.25MPa.a的采暖用汽对中压叶片的安全不产生威胁。

在最大进汽量670t/h条件下，机组的最大供汽量为410t/h。

2.1.5 改造内容
a.更换中低压连通管
b.加装抽汽蝶阀
c.增加抽汽系统
d.增加抽汽控制逻辑
2.2三缸三排汽机组
2.2.1 主要技术条件
型号: N210-130/535/535型
型式: 超高压、冲动、单轴、三缸、三排汽、凝汽式
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额定功率: 210 MW
最大功率：228 MW
额定转速：3000 r/min
转速：从机头向发电机方向看顺时针
新汽温度: 535 ℃
新汽压力：12.75 MPa
额定进汽量：610 t/h
最大进汽量：670 t/h
再热蒸汽量：540.25 t/h
再热压力： 2.175 MPa
再热温度535 ℃
排汽压力：0.00525 MPa
冷却水温(年均/最高): 20/33 ℃
给水温度：229 ℃
级数: IC+11P+10P+5P+2×5P=37
加热器数：2GJ＋1CY＋4DJ
汽耗： 2.905 kg/kW.h
热耗: 8140 kJ/kW.h
末级叶片高度: 668 MM 232
节能改造篇
2.2.2 200MW机组纵剖面图
233
2.2.3 改造原则
三缸三排汽200MW机组的改造方案有两种。

2.2.
3.1方案1：采用在连通管上增加蝶阀的方案。

本方案只需在每个连通管上增加一个蝶阀，当抽汽时适当将蝶阀关闭到某一个位置，适当提高中压的排汽压力，保证抽汽时中排压力不低于冷凝工况相应值，这样在机组抽汽时，中压末几级的压力没有降低，中压末几级叶片的焓降没有增加，可以保证机组运行安全。

为保证机组供热安全性，同时，运行时保持中压排汽压力与调节级压力关系不变（即与纯凝工况一致）。

采用此方案的优点是：只在联通管打孔抽汽，机组改动不大，改造投资少，见效快。

2.2.3.1.1具体实施方法
1）首先对连通管进行改造，在中间的水平直管段两边增加连接法兰，采用螺栓与垂直管段相连接；或更换新的联通管。

2）在一根连通管的适当位置上一侧打孔抽汽，两个连通管中间由联络管连接；
3）在两个连通管抽汽口后面各安装一个碟阀，适当控制抽汽压力；在抽汽工况时，联通管的压力应该控制在0.22－0.28Mpa范围内，压力太低对中压缸末几级不利，太高对中压缸后面的低压缸不利，如果压力高于0.28Mpa，请适当打开蝶阀，以降低压力。

4）抽汽管引出后在管道上加装快关阀和抽汽逆止门（按照电力行业要求还应该再加装一道截止门），
5）抽汽进入热网加热器，回水回到JD4（除氧器后的低加）。

6）在中压缸相连的低压缸进口处接出一个压力信号，将其接入DEH控制系统，在抽汽时，监视其压力不要超过原机组允许的压力。

2.2.
3.1.2抽汽系统简图如右图。

安全阀
2.2.
3.1.3 供热能力
建议在75％设计工况以上投抽汽，最大抽汽量是150t/h－200t/h，对应的新汽量是670t/h。

234
2.2.
3.2方案2：采用回转隔板方案
该方案是将中压缸后三级拿掉,换一级回转隔板调节级以控制抽汽压力。

2.2.
3.2.1具体实施方法
1）中压缸后三级隔板和动叶片拿掉，换加一级回转隔板；
2）更换中压缸，满足换加一级回转隔板的要求；
3）增加油动机及调节系统；
4）增加抽汽系统；
5）抽汽进入热网加热器，回水回到除氧器。

2.2.
3.2.2抽汽系统简图如下图。

2.2.
3.2.3供热能力
采用该方案是改造后，抽汽压力为4～6ata，最大抽汽量可达350t/h。

2.2.4 两方案比较
连通管加蝶阀方案中压加回转隔板方案
改造内容更换连通管；增加蝶阀及辅助设备
更换中压缸；改造或更换中压转子；增加回转隔板、油动机及抽汽
辅助设备。

抽汽压力MPa.a 0.245 0.392
最大抽汽量t/h 0.588
纯凝工况经济性高中低压缸效率基本不变。

高低压缸效率基本不变，中压缸效
率降低。

投资成本较低很高
改造工期5个月 15个月
安全阀
235。