浅谈国产亚临界600MW机组汽轮机组节能优势马晓斌

浅谈国产亚临界600MW机组汽轮机组节能优势马晓斌

马晓斌

(大唐阳城发电有限责任公司山西省晋城市048000)

摘要：从目前的运行特点和发展趋势来看，亚临界技术已经成为了我国甚至世界上一种非常成熟而又充满发展潜力的火电技术，其发电效率和传统的临界机组相比有着较大幅度的提升，已经被纳入到了洁净煤发电技术的范畴之中，受到了广大专家和学者的密切关注，该技术的应用不但具有节能的特性，而且还具有环保的效益，是实现可持续发展的关键途径。从我国的发展情况来看，我国的亚临界机组发展晚于发达国家30年左右，但是我们现在已经掌握当前的基本技术也站在了一个较高的起点之上，所以我国是有实力对亚临界机组进行进一步地优化，使得亚临界机组的节能效果更好地发挥出来，但是就目前的现状来看，我国的亚临界机组临界设计在设计层面、运行层面都和发达国家有着一定的差距，因此对亚临界600MW机组汽轮机组节能分析能够进一步挖掘亚临界机组的节能潜力，使之发挥出更大的作用。

关键词：国产；亚临界机组；汽轮机组；600MW；节能

1、引言

进入21世纪以来，我国的电力工业结构有着更加优化的发展，其中燃煤机组占据了75%左右，其发电量已经达到了80%以上，随着社会的发展以及人口数量的激增，社会生活的各个方面都对燃煤机组提出了更高的要求，不但要求提高燃烧的效率而且还要求减少污染物的排放，走可持续发展的道路。我国是世界上煤炭生产和煤炭消费的大国，电力工业是煤炭资源的主要用户，从当前全世界发展的趋势来看，国际上的节能降耗趋势在不断提提高，所以，降低能耗问题已经成为了当前发展中的关键性问题。

亚临界机组临界技术是当前世界上一项清洁而又充分发展潜力的火电技术，和临界机组相比，亚临界机组临界技术有着很高的效率，具有环保和节能的功能。早在50年前，世界上第一台亚临界机组就已经诞生和使用，从目前国际上的发展情况来看，亚临界机组有着非常大的比重，而且运行的经验也是比较成熟的，而我国亚临界机组的发展晚于发达国家30年，但是我们现在已经掌握了亚临界机组的基本技术，并且有实力将该技术发扬光大。国外的大量文献资料表明，亚临界机组的经济性特点是非常优异的，随着社会的发展以及城市化进程的加快，各行各业对电力的需求量也在不断地增大，600MW亚临界机组目前已经成为了当前电力工业中的主力军，但是对比来看，我国和发达国家相比，在技术层面依然有着不小的差距，所以，我国必须从细节处入手，充分挖掘节能的潜力，让亚临界机组的节能性能充分发挥出来。

2、国产亚临界600MW机组汽轮机组节能优势分析

2.1、中压通流部分智能可收放刷式汽封

在当前的发展中，国产亚临界600MW机组汽轮机组均进行了中压通流部分智能可收放刷式汽封的改造，有效地解决了高中压缸效率低下的问题，具有很强的节能优势。在该技术中，就是将每圈汽封弧段的端面初安装了四只螺旋的弹簧，用这四只螺旋的弹簧取消了传统设备中汽封背部的板弹簧，在具体的运行过程中，如果汽轮机是处于停机状态的话，整个机组启动的功率在25%至30%之间时，汽封弧块在弹簧应力的作用下就应当是处于张开的状态之中的，经过测算，这个时候转子和汽封之间的空隙是可以达到3.81mm的，这样可以有效地保护转子，使得整个设备处于安全状态之中，在此基础之上，在汽封处还加入了Hayness25材料性质的柔性的刷丝，其刷毛的直径控制在0.15mm之内，固定刷毛的前后侧板使用300-400的不锈钢，一般情况下该设备可以使用10年左右。当整个汽轮机组启动的时候，如果蒸汽的值达到了3%的时候，蒸汽就会从扇形的弧段外圆上的通气小槽进入其中，并且流入到汽封背部的空间中，那么必然就会产生一个中心的推动力，使得弹簧不断地压缩。当运行的功率在25%到30%之间的时候，汽封块弧段向着中心开始移动，这时候汽封弧段就是完全闭合，那么汽封和转子之间的距离就会被压缩，甚至出现了零距离的现象，这样就尽最大可能地降低蒸汽地损失，实现了节能的效果。在这个工作过程中，不但能够满足汽轮机整个从静态到暂态、再由暂态到稳态这样一个复杂的热力机械过程，而且还能够使得汽轮机在运转的过程使得自身的机能不被损坏，节能的同时还延长了汽轮机的使用寿命。

此外，根据实际应用情况以及运行环境的不同，汽轮机的各级汽封工况以及气缸变形之间都是存在着一定的差异的，所以，在进行节能改造之前应当对汽封、汽封槽以及间隙等方面的参数进行统计和记录，然后通过精确的计算，并且对每一个部位进行量身定做，满足不同的间隙特点、刚度等外部环境，使得汽轮机在运行的过程中能够实现逐级地闭合，最大限度地发挥安全和节能的总体效果。

2.3、新加尖峰冷却系统概述

尖峰冷却系统是利用板式换热器将5、6号机组湿冷循环水和7、8号机组间接空冷循环水连接，实现湿冷机组循环水系统与间接空冷循环水系统的互联互通。在夏季，利用5、6号湿冷机组富余的冷却能力降低7、8号机组的空冷循环水温度，实现夏季降低空冷机组背压，节能降耗的目的。尖峰冷却系统通过板式换热器将空冷循环水的热量转移至三种冷源，这三种冷源分别为5、6号机组循环水、5、6号机组循环水系统的工业补充水、新建的尖峰冷却塔。这其中，5号机组循环水用于冷却#7机空冷循环水，6号机组循环水用于冷却#8机空冷循环水。新建的尖峰冷却塔在夏季使用，作为5、6号湿冷塔蒸发冷却能力不足时的补充。

尖峰冷却系统投运后，可以降低空冷机组的背压，实现空冷机组煤耗的降低。但是尖峰冷却系统运行会增加耗电，导致机组煤耗增加。因此尖冷却系统的投退时机要选择恰当要根据机组负荷、环境温度的变化，投退尖峰冷却系统相应的换热器。

1.尖峰冷却系统的水泵与风机运行会增加耗电量，折算至煤耗的増加量如图1所示。

2.尖峰冷却循环泵一般保持两台运行、一台备用的模式，并投运对应的1号、2号尖峰板换，通过启停机力塔风机控制水塔出水温度不超过30℃。单台机组运行时应当使用本机组自带的尖峰循环泵。

3.尖峰冷却塔运行时，通过调整排污的开度保持72t/h的排污量。尖峰冷却机力塔排污必须通知值长和三单元单元长。

4.尖峰冷却循环泵启动后通知水处理值班员加酸，停运时通知水处理值班员停止加酸。

5.尖峰系统1号、2号板换的投运应当根据负荷和环境温度的变化调整启停时机，可以参考下表启停:

6.空冷塔出口水温达到40℃应当投运3号、4号尖峰板换；随环境温度和负荷下降，3号、4号尖峰板换空冷侧出口水温与空冷塔出水温度一致后，可以停运循环水增压泵并退出3号、4号板换。

7.环境温度高于4℃后同时投运75、85板换湿冷侧，保持湿冷侧长期投运，避免5号、6号湿冷塔补水量降低。75、85板换空冷侧冷水温度高于对应空冷塔冷水温度时，可以适当关小板换空冷侧回水阀，降低空冷侧流量。

8.尖峰冷却系统运行的换热器湿冷侧应当每日白班排污一次，防止湿冷侧滤网堵塞。

2.5、建议凝补水加装喷淋装置

在汽轮机的运行过程中，凝汽器的质量以及性能的特点对于整个节能效果来说是非常重要的，从目前统计的数据来看，凝汽器的压力每升高1kpa，那么汽轮机的汽耗量就将会增加2%左右，除此之外，凝结水中的含氧量和机组的过冷度之间是存在着很大的关系的，如果凝结水的过冷度增加1摄氏度，那么机组的煤耗量也就增加0.2%左右，换句话说，过冷度的增大、含氧量的增大会对蒸汽的品质产生非常大的影响，而凝汽器的运行本质就是要保证在达到最有利的真空，将过冷度进一步降低，使得凝结水的品质更加合格，而凝汽器的除盐水补水雾化改造则是可以较大地提升凝汽器的运行经济性特点的。所以，可以采用喷嘴雾化的方式将除盐水补充到凝汽器里面，这样可以显著地吸收排气的余量，提高补水的温度，在具体的安装实施中，维持原有的管道不变化，仅仅是在凝汽器外面的补水管道上加上一道阀门，平均每一根管的喷嘴长度约为8000mm，每一根管上可以分布15只喷嘴。在进行该装置之后补充的水雾化之后可以吸收更多的热量，使得水的温度不断地提高，换句话说就是增加了低压系统的抽气量，减少了高压的抽气量，进一步提高了热功转化的效率，水在这个过程中可以吸收到更多的排气热量，这样就可以避免一定的损失，使得热交换的过程更加强化，还可以显著地降低排汽的温度，改善了机组的真空，在这个交换的过程中，雾化喷嘴强化了补充水和排汽间的换热作用，使得补充水非常容易达到饱和，这样的话气体从水滴中溢出扩散的时候就会被真空泵抽出来，非常有利于真空作用的实现，而且在运行的过程中补水的温度比排汽的温度低的时候，效果就会更加地显著，这样不但能够降低机组的负荷，还实现了节能降耗的效果。

3、结语

亚临界机组临界技术已经成为了我国甚至世界上一种非常成熟而又充满发展潜力的火电技术，其发电效率和传统的亚临界机组相比有着较大幅度的提升，已经被纳入到了洁净煤发电技术的范畴之中，早在50年前，世界上第一台亚临界机组就已经诞生和使用，从目前国际上的发展情况来看，亚临界机组有着非常大的比重，而且运行的经验也是比较成熟的，而我国亚临界机组的发展晚于发达国家30年，但是我们现在已经掌握了亚临界机组的基本技术，因此对亚临界600MW机组汽轮机组节能分析能够进一步挖掘亚临界机组的节能潜力是具有现实意义，本次也从五个方面入手对亚临界600MW机组汽轮机组节能的优势和改造内容进行了深入地分析，希望能够进一步推动亚临界600MW机组汽轮机组的应用和发展。

参考文献：

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