汽机及热力系统优化主要技术措施

1）做好现役主力发电机组的技术改造，提高火电厂效率，降低发电煤耗；
0.5 0.7 2 提高汽轮机效率 提高辅机效率 降低背力 提高给水温度 保证初参数 减少内漏 负荷率
1.5
1
1
2
2）坚持“上大压小”政策，发展大容量高效率大机组，提高高效率达容量 机组的比例。
中国现在投运的机组的设计性能比较
机组类型 蒸汽参数 亚临界2×600MW 16.7MPa/ 538/538oC 7850 超临界2×600MW 24.5MPa/ 538/566oC 7653 24.5MPa/ 566/566oC 7445 超超临界 2×1000MW 27.5MPa/ 600/600oC 7410
可独立实施的措施
高压喷嘴组优化设计 高压喷嘴组周向径向缩小 高压内缸夹层挡汽环加汽封缩小间隙 高中压内外缸定位凸肩或高压内缸与隔 板套之间增加径向汽封 高中压缸合缸型汽轮机冷却蒸汽管道的 优化改造 高中压导汽管或抽汽插管密封改进 低压缸内缸改进（ 1、2号内缸合缸） 中低压导汽管优化，改虾米湾结构 低压排汽导流板改进
通流部分改造的投资巨大
缸效增幅小 投入产出小
原设备的残值损失巨大
改造工程量巨大
达到设计保证值的风险
历史教训
科学合理的综合评估-----适用于老机组增容改造
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1.2结构设计优化
与通流改造同时实施的项目
汽缸中分对开布置和筒式布置 调节级反流布置改顺流布置 高中压缸合缸与分缸 叶轮平衡孔缩小 低压1、2号内缸合缸
2010年各主要发电集团供电煤耗完成值和同比下降幅度（克/千瓦时） 企业 供电煤耗 同比下降 浙能 319.74 9.06 大唐 321.64 4.87 华能 322.72 4.61 国电 326.3 5.5 华电 328.2 3 中电投 331.8 11.48
浙江浙能能源技术有限公司 6.燃煤火电机组节能减排的途径
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2、热力系统的优化改造
3、辅助设备的优化改造 3.1凝汽器和循环水系统的冷端优化 3.2凝结水泵优化 3.3给水泵 3.4其它辅助设备的优化
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1.提高汽轮机效率的途径
1.1提高汽轮机通流效率（叶型的优化设计）
随着汽轮机技术的发展，把全三维不定常流动（全四维）的顶尖理论研究 成果，通过先进的汽轮机设计软件、高精密加工制造设备转换成成熟产品，已经 达到相当完善的程度。汽轮机通流效率已经没有太大的提升空间，通过改进叶栅 型线来提高汽轮机效率的作用非常有限。
浙江浙能能源技术有限公司 1.2.2. 调节级喷嘴组周向间隙偏大问题的处理
早期的部分机组设计的各喷嘴组的周向间隙偏大，使未作功的高能 蒸汽直接漏到喷嘴组后面，经高中压间过桥汽封漏出，或经高压缸夹层 和冷却蒸汽管漏向高排区。导致高品质蒸汽能量损失。 改进方法可采用错位搭接形式，也可采用增加档汽板的方式进行处 理，减小漏汽量。
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2.3再热器冷段系统的优化 将高排逆止门前诸多的疏水点合并为一路， 用一路隔离阀和气动阀控制，通过阀后温度测点进 行监视。 将高排逆止后前诸多的疏水点合并为一路，用 一路隔离阀和气动阀控制，通过阀后温度测点进行 监视。 取消高排通风阀及其疏水管路。
2.4抽汽系统的优化 取消#1、#3、#4、#5、#6抽逆止门 与电动门之间的手动疏水门和管道。
浙江浙能能源技术有限公司 2.5轴封供汽及自密封系统的优化 2.5.1.取消主汽供轴封系统，拆除其管道、阀门及其相应的疏 放水系统 目前，大部分机组轴封系统除自密封之外，设有辅助蒸汽 和主汽两路汽源。辅助蒸汽系统除本机四级抽汽之外，设计 有本机冷再和邻机辅助蒸汽汽源。低负荷或发生跳机时，可 通过切换到本机冷再或邻机辅助蒸汽向轴封供汽。主汽供轴 封汽源利用率极低，但主汽供轴封隔离阀工作压力较高，容 易发生密封面吹损出现严重内漏，主汽供轴封调节阀密封面 更易吹损，对机组热耗影响比较大。 2.5.1.1.取消主蒸汽供轴封系统管路及相应疏水； 2.5.1.2.主蒸汽供轴封轴封母管侧加装堵头； 2.5.1.3.主蒸汽供轴封疏水扩容器侧加装堵头； 备注：多台机组已经通过辅汽母管实现互通。考虑到全厂停电 的特殊情况下，机组黑启动的需要。可保留2路主蒸汽供轴 封系统，其他机组的主蒸汽供轴封系统全部取消。
热耗(KJ/kwh)
热效率 (％)
标准煤耗g/kwh)
39
315
42.91
286
43.63
282
45.01
272.9
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7.浙江集团当前面临的压力
目前，浙江集团经济指标虽然处于全国领先水平，但也受到国华 集团（宁海等电厂）、华润集团（苍南等电厂）、华能集团（玉环、 长兴）、大唐集团（乌沙山电厂）、秦山核电等发电集团公司新建的 大型发电企业强有力的竞争，这些发电集团大部分是新建大容量高参 数机组，没有老机组的包袱，竞争优势比较明显。浙能集团公司这几 年虽然上了嘉兴三期等一批新机组，但老机组的权重还是比较大的， 在目前和今后一段时间内，节能降耗的压力还是比较大的。
浙江浙能能源技术有限公司 1.2.1.喷嘴优化设计
采用喷嘴调节方式的机组，调节级效率直接影响机组的经济性和出 力能力，通过热力试验和实际运行发现一些问题： 调节级喷嘴出汽边易损伤； 调节级喷嘴面积大或者偏小； 实际调节级相对内效率与设计值相差比较大（很多机组调节级效率 不足50%）。
更换新设计的调节级喷嘴，采取提高喷嘴材质、调整喷嘴面积、 改进密封结构等技术措施后，经实际运行测试，效率可达67%左右。
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1.2.4.高中压合缸型机组冷却蒸汽管道改进
部分高中压合缸型汽轮机组，从高压夹层引一根管道到中 压第一级，意在“冷却”中压第一级叶根，此设计为多此一举。 这不仅造成高品质蒸汽损失，还增加对中压第一级进汽的 扰动。 西屋型机 组直接取消冷却 蒸汽管道。 三菱型机 组，设计时，考 虑平衡轴向推力， 如要取消，应征 得制造厂同意， 采取其他弥补措 施。
2.资源消耗的压力
煤用于发电的比例将越来越大。从目前的53%上升到70%以上，绝对 量的增加更大。
3.环境的压力
以煤为主的能源结构以使中国成为世界上最大的二氧化碳排放国，燃煤火电是 中国最大和最集中的二氧化碳排放源，根据到2020年我国单位GDP二氧化碳排放 比2005年下降40-45%的目标，中国火电将面临最巨大的减排压力。
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火力发电机组汽机及热力系统优化改造
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主要技术措施
倪 定
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二〇一一年七月
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一、我国燃煤机组现状和当前的压力
1.煤是我国能源的主力，至少50年内无法取代。
煤炭是中国最重要的能源，中国电力70%以上的装机容量是煤电。
2009年中国消费了30.02亿吨原煤，其中53%用于火力发电。
浙江浙能能源技术有限公司 1.2.3.高压内缸夹层挡汽环加汽封缩小间隙
部分机组高压内缸夹层挡汽环间隙比较大，夹层蒸汽没有作功直接 进入高压排汽，降低高压缸综合效率。 同时，因高压排汽口布置于下方，下部高压夹层蒸汽流量大于上部 流量，使上下缸温差倒挂。影响机组安全性。 改进后，在高压内缸挡汽环处增加汽封，下部间隙小于上部间隙， 即降低了夹层蒸汽流量，提高高压缸综合效率，又均衡了上下缸流量， 改善了上下缸温差。
浙能集团公司十二五发展规划确定了供电煤耗下降到310 g/kWh 以下的目标，还需要进一步做好节能减排工作。 实施汽机及热力系统优化是在役机组节能降耗的主要手段。
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二、汽机及热力系统优化主要技术措施
1、汽轮机本体的优化改造 1.1机组通流部分改造 制造工艺 1.2结构优化 安装工艺 1.3汽封优化 检修工艺
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2.1主蒸汽和高压旁路系统的优化 将主蒸汽母管疏水、左右侧主汽门前疏水以及高 旁前疏水合并，用一路隔离阀和气动阀控制，通过阀后 温度测点进行监视。 取消高压导汽管放气阀及其管路。 将各导汽管疏水合并为一路，用一路隔离阀和气动阀控 制。 将主汽门阀体疏水合并为一路，用一路隔离阀和控制。 疏水点合并一般是将上游的疏水点合并到下游的 疏水点，从最低点的疏水点排出。 高压门杆漏汽系统优化
将高压门杆漏汽重新设计优化，如原来接到冷再可 以接到中压主汽门前，如原来接到除氧器，可以接到冷再。 使门杆漏汽溢流走向较高品质热源，高品质热量可以得到 再次利用，减少系统能量损失。
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2.2再热蒸汽和低压旁路系统的优化 将再热蒸汽母管疏水、左右侧中压主汽门前疏水以 及低旁前疏水合并，用一路隔离阀和气动阀控制， 通过阀后温度测点进行监视。 取消中压导汽管放气阀及其管路。 将各导汽管疏水合并为一路，用一路隔离阀和气动 阀控制。 将中压主汽门阀体疏水合并为一路，用一路隔离阀 和控制。 取消低压旁路阀后疏水袋的水位控制系统及电动门， 直接排至疏水扩容器。 低压旁路阀前疏水改接到低旁后。
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1.2.6.高中压内外缸\高压内缸与隔板套之间定位凸肩密封
高中压内外缸定位凸肩、高压内缸与隔板套之间定 位凸肩，其定位面也就是密封面。许多电厂在扣缸时， 如内外缸顶碰，扣不下去。检修人员则盲目大面积用砂 轮机打磨定位凸肩，破坏了密封面，造成汽室之间短路， 降低缸效率。 因此，应向检修单位交代清楚：如扣缸时发生内外 缸顶碰，扣不下去的情况，应仔细查找原因，不要盲目 大面积用砂轮机打磨定位凸肩的密封面，小范围打磨非 密封面，防止汽室之间短路。 另外，可以在定位凸肩的圆周方向增加径向静密封。
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1.3 汽封优化
汽轮机组各部位汽封选型的
最佳组合方案研究
另附
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2、热力系统优化改造
对本体及系统疏水管路进行优化改进，符合目前《防 止汽轮机进水和冷蒸汽导则》国家标准。能够保证机组正 常和各种异常情况下的疏水要求。 对本体及系统疏水管路重新设计和布置，割除冗余管 道，更换可靠性高的优质阀门，消除系统内、外漏。优化 后的本体及热力系统疏水系统不但可以减少系统漏量，而 且可以减少凝汽器热负荷，提高机组经济性。 系统简化之后，减少了设备的密封点，提高了设备的 可靠性。 系统简化之后，减少了检修人员的设备维护量和运行 人员的操作量，降低了劳动强度。
浙江浙能能源技术有限公司 5.十一五期间我国供电煤耗变化情况
年份
2006 2007 2008 2009
全国装机总 容量（MW)
622000 713290 792530 874000
全国平均 供电效率(%)
33.47% 34.41% 35.60% 35.92%
全国平均供电煤耗 ( g/kWh )
367 354 349 342
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1.2.5.低压内缸改进
部分机组低压缸刚性比较差，抽汽口的不对称和温度场 分布不对称使低压内缸产生塑性变形，导致汽缸中分面漏汽， 使得五、六级抽汽温度升高，低压缸作功能力下降。同时，也 因各抽汽口短路，压差缩小，使得低压加热器之间逐级疏水困 难，影响回热效率。 改进措施： 1）低压缸中分面开槽，增加密封填料。 2）增加低压缸螺栓紧力。 3）低压加热器之间疏水管道优化布置，降低沿程阻力。 4）低压缸#1、#2内缸改进，合为一个内缸，增强刚性。
南方电网节能发电调度工作已于去年年底正式全面启动，国家 电网公司的节能发电调度运行工作也将很快启动。我国发电市场这 一蛋糕将根据这一节能发电调度新规则重新分配。
今后，各电厂不是在由政府组织的一年一度的电力工作会议上 去要、去争年度发电量计划指标、可用小时。面对新的市场竞争规 则，发电企业和集团公司只有主动做好设备的节能减排挖潜改造工 作，优化发电机组的经济和环保技术指标，才能在发电市场再分配 中争取更大份额，否则只能担当保障电力可靠供应的替补队员，或 者被淘汰。
目前是国家限制发展的重点产业
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4.电网调度新政
即将在十二五期间全面推广和实施的节能发电调度，是指在保 障电力可靠供应的前提下，按照节能、经济的原则，优先调度可再 生发电资源，按机组能耗和污染物排放水平由低到高排序，依次调 用化石类发电资源，最大限度地减少能源、资源消耗和污染物排放。 对燃煤火电机组调度，同类型火力发电机组按能耗水平由低到高排 序，节能优先；能耗水平相同时，按照污染物排放水平由低到高排 序。