薛啟春

2008年下半年，國際國內(nèi)石油、煤炭等能源價格大幅飚升，帶動其他物資價格也大幅上揚(yáng)。尤其是煤炭，標(biāo)煤到廠價一度漲至每噸1400元左右。很多小熱電企業(yè)不堪重負(fù)，尤其一些抽凝式供熱機(jī)組，由于能耗太大，熱電成本過高，虧損嚴(yán)重，不得不停運(yùn)。為了減虧，不得已暫時以減溫減壓器來供熱。雖然各地方及時調(diào)整了供熱價格，但仍然彌補(bǔ)不了煤炭漲價帶來的成本負(fù)擔(dān)。針對此種情況，有些企業(yè)適時地將抽凝機(jī)組改造為背壓機(jī)組，以提高機(jī)組的供熱量，提高整個熱電廠的熱電比和提高能源利用率。江蘇省井神鹽業(yè)有限公司第二分公司成功地將6000kW抽凝式汽輪機(jī)（以下簡稱為抽凝機(jī)）改造為背壓式機(jī)，取得了良好的效益。

1.改造背景

井神鹽業(yè)二分公司為具有設(shè)計(jì)能力80萬t/a、實(shí)際生產(chǎn)能力達(dá)65萬t/a規(guī)模的真空制鹽企業(yè)。公司自備電站為3×35t/h中溫中壓鏈條鍋爐配套1×B3-3.43/0.49（1#機(jī)）和1×C6-3.43/0.49（2#機(jī)）供熱機(jī)組，3臺鍋爐蒸發(fā)量達(dá)110t/h才能滿足制鹽三條生產(chǎn)線的用熱需要。經(jīng)過對制鹽生產(chǎn)線用熱狀況分析，供汽缺口約10t/h左右，公司為此曾設(shè)想增加一臺20t/h的快裝鍋爐，但是投資需要200萬元以上。而2#機(jī)組的凝汽量達(dá)到12t/h左右，被冷卻水帶走的熱量達(dá)到驚人的30GJ/h，如果能將2#機(jī)組的凝汽利用起來，轉(zhuǎn)化為制鹽的蒸發(fā)用汽，不僅解決了供汽缺口問題，也減少了大量的熱損失，因此公司進(jìn)行了C6-3.43/0.49機(jī)組技改的論證。

2.改造方案選擇

2#機(jī)組由青島捷能公司2002年生產(chǎn)，2003年2月份投運(yùn)，額定負(fù)荷6000kW，額定進(jìn)汽量57t/h，額定抽汽量45t/h，額定工況保證汽耗率9.58kg（/kW·h）。經(jīng)長期的跟蹤計(jì)量，排入凝汽器的汽量平均達(dá)12t/h，能源損失非常大。

通過調(diào)研論證，為了消除或減少2#機(jī)的能源損失，可以通過對機(jī)組改造來達(dá)到目的。在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)保持不變的情況下,一般有兩種方案。其一，將機(jī)組整體更換，代之以一臺同功率的背壓機(jī)。這種方法僅需對機(jī)組的基礎(chǔ)進(jìn)行小范圍的處理，改變汽輪機(jī)導(dǎo)汽管的長度和彎曲弧度即可，但方案的實(shí)施受定購機(jī)組周期的影響較大，一般需要5個月左右，總體費(fèi)用約250萬元以上，實(shí)施起來風(fēng)險較小。其二，在抽凝機(jī)本體上進(jìn)行改造，將抽凝機(jī)改造為背壓機(jī)，取消凝汽器。將原凝汽部分改造為背壓排汽。在進(jìn)汽量不變的情況下，增加了供汽量，但發(fā)電功率減少一些。這個方案費(fèi)用較低，工期僅需1個月，但有可能帶來3個風(fēng)險：①改造不當(dāng)將使電負(fù)荷下降較大，效率降低。據(jù)調(diào)研有的機(jī)組改造后就出現(xiàn)了這種情況，電負(fù)荷下降約45%。②改造后軸系變化使得轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速改變接近工作轉(zhuǎn)速，安全性較差。③由于抽凝機(jī)后缸是鑄鐵件，耐高溫性差，而改造措施不當(dāng)將導(dǎo)致后缸的冷卻效果變差，使后缸的溫度上升超過允許值。這3個風(fēng)險尤其是第三個風(fēng)險，更不容易把握。然而第二種方案的投資小，工期短，對生產(chǎn)影響不大，如果相關(guān)風(fēng)險處理得好，可以很快收回投資，經(jīng)濟(jì)效益顯著。經(jīng)過認(rèn)真的分析研究，對方案再三權(quán)衡利弊，最終選擇了第二方案，并于2008年12月17日開始實(shí)施改造。

3.改造措施

（1）通流部分。高壓噴嘴組經(jīng)計(jì)算后適當(dāng)增加汽道，擴(kuò)大通流面積增加進(jìn)汽量；適當(dāng)調(diào)整調(diào)節(jié)汽閥重疊度；增加隔板汽道數(shù)；以原抽汽口作為背壓排汽口，中間隔板處增加汽封，改造成后汽封，其汽封漏汽進(jìn)行適當(dāng)處理，有效利用。

（2）后缸方面。去掉原后汽封以便通風(fēng)，在此處增加冷卻裝置用來冷卻后缸聚集的熱量，熱風(fēng)通過管道導(dǎo)引出缸體外。

（3）轉(zhuǎn)子方面。拆掉低壓調(diào)節(jié)級及以后的葉輪，以減少鼓風(fēng)損失，同時適當(dāng)配重以保持臨界轉(zhuǎn)速無大的變化。改造后轉(zhuǎn)子整體做了動平衡試驗(yàn)。

4.改造后機(jī)組開車情況

2009年1月22日2#機(jī)改造完成，按照背壓式啟停，比抽凝式啟停更為方便快捷了。機(jī)組啟動后，按照正常程序操作，充分暖機(jī)，約2000r/min時達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速，過臨界轉(zhuǎn)速時機(jī)組最大振動值36μm，定速后機(jī)組最大振動值17μm，電負(fù)荷逐漸加到5500kW，后缸溫度30℃，順利通過72h試運(yùn)行，經(jīng)測算，平均汽耗達(dá)13.8kg/kW。

機(jī)組運(yùn)行約1個月后，后缸的溫度逐漸上升，至2009年3月1日，溫度達(dá)到了120℃，期間對機(jī)組各方面情況進(jìn)行檢查分析，并采取了一些措施未見效。經(jīng)過綜合分析，確認(rèn)是隔板的漏汽量太大導(dǎo)致后缸的溫度居高不下。經(jīng)開缸后檢查，發(fā)現(xiàn)涂抹在隔板中封面上的密封膠有1/3被蒸汽沖刷掉了，從而形成了較大的間隙，造成漏汽量加大。將隔板重新處理，中封面上加工密封槽，不再涂密封膠。3月10日處理后再次開機(jī)經(jīng)連續(xù)近4個月的運(yùn)行測試，當(dāng)外界氣溫達(dá)34℃時，后缸溫度保持在45℃以下，照此趨勢，迎峰渡夏沒有任何問題。

5.抽改背的效益

根據(jù)2#機(jī)組改造后5個月的運(yùn)行情況分析，節(jié)能非常明顯。對機(jī)組改造前后的相同指標(biāo)進(jìn)行比較（所選擇的月份生產(chǎn)情況大致相當(dāng)），由表1可看出節(jié)能效果良好。

表1 改造前后運(yùn)行效果對比

節(jié)能量計(jì)算如下：

（1）節(jié)煤量。鍋爐噸煤產(chǎn)汽量為5.05t，機(jī)組改造后節(jié)約汽量為 12t/h。節(jié)約煤 12÷5.05≈2.37t/h，年節(jié)煤 2.37×7800=18486t。

（2）節(jié)電量。節(jié)電主要來自三個方面：①改造后取消了凝汽器，凝結(jié)水泵停運(yùn)（15kW，一用一備）；②循環(huán)水量大幅減小，循環(huán)水泵改型后電機(jī)由75kW降為30kW；③給水泵少開一臺，電機(jī)為132kW。全年總節(jié)電量超過150萬kW·h。

（3）節(jié)水效益。取消凝汽器后，可節(jié)約冷卻用水18t/h，年節(jié)水 18×7500=13500t。

（4）社會效益。經(jīng)測算，改造后全廠熱效率達(dá)73.6%，熱電比達(dá)到900以上。因節(jié)煤可減少SO2排放量 73.6t，減少煙塵排放476t，改善了周邊生態(tài)環(huán)境，獲得了良好的社會效益。