摘要：通過對60MW汽輪發(fā)電機發(fā)電機組抽汽回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化配置，簡化了系統(tǒng)，降低設(shè)備事故率，提高汽輪機的相對內(nèi)效率，進(jìn)一步提高汽輪機的熱經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水；高壓加熱器；抽汽；軸封供汽

鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)鋼鐵主導(dǎo)產(chǎn)品的同時，也附帶產(chǎn)生大量的二次能源，如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、廢熱等，充分合理利用這些二次能源，是鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗、降本增效的重要途徑之一。我公司在4000m3級高爐區(qū)域設(shè)計安裝兩臺240t/h高溫高壓煤氣鍋爐、一臺60MW汽輪發(fā)電機組、一臺汽輪鼓風(fēng)機組，形成發(fā)電、高爐供風(fēng)聯(lián)合生產(chǎn)的熱電鼓風(fēng)站。

由于熱電鼓風(fēng)站本身的復(fù)雜約束條件，對熱電回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)的經(jīng)濟配置帶來了相當(dāng)?shù)碾y度，現(xiàn)有的熱電鼓風(fēng)站很多是基于追求熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)自身經(jīng)濟性成本最低的優(yōu)化設(shè)計，而對回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)優(yōu)化配置考慮較少。為簡化了系統(tǒng)，降低設(shè)備事故率，提高汽輪機的相對內(nèi)效率，進(jìn)一步提高汽輪機的熱經(jīng)濟性，我們在60MW汽輪發(fā)電機組回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)配置方面進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，取得了良好的效果。

1回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)優(yōu)化配置創(chuàng)新點

1.1凝結(jié)水回?zé)釗Q熱系統(tǒng)

在凝結(jié)水回?zé)釗Q熱系統(tǒng)中，取消了事故率較高的高壓加熱器。凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵加壓后經(jīng)一臺軸封加熱器、三臺低壓，溫度加熱至137℃，送至高壓旋膜除氧器，在除氧器中加熱到158℃后，經(jīng)過高壓給水泵進(jìn)入鍋爐。工藝簡圖如下：

本凝結(jié)水回?zé)釗Q熱系統(tǒng)特點：進(jìn)入汽輪機的蒸汽主要是兩部分，一部分蒸汽經(jīng)過基本的循環(huán)過程，從初始的焓值、初始的蒸汽壓力一直膨脹做功到終態(tài)的蒸汽焓值、終態(tài)的蒸汽壓力；另一部分蒸汽量從初始的焓值、初始的蒸汽壓力膨脹做功到各相應(yīng)的蒸汽壓力、焓值，然后分別抽到1#、2#、3#低壓去加熱凝結(jié)水。在發(fā)電功率相同的情況下，與朗肯循環(huán)相比：

（1）由于利用了在汽輪機中作過部分功的蒸汽加熱凝結(jié)水，使凝結(jié)水溫度從T1提高到T2，使吸熱過程平均溫度得到提高，故減少了在鍋爐中的吸熱量，而且抽汽不再向凝汽器中循環(huán)水放熱，使排汽對冷卻水的放熱量（冷源損失）大為減少，降低了凝汽器中的熱損失，所以回?zé)釗Q熱系統(tǒng)的熱效率比同參數(shù)的朗肯循環(huán)高。

（2）采用回?zé)嵫h(huán)后，由于抽汽使汽輪機后幾級的蒸汽流量減少，使排汽缸及末級扭轉(zhuǎn)動葉片尺寸減少，有利于汽輪機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)，而且進(jìn)入凝汽器的乏汽量減少，使凝汽器換熱面積大大降低。

（3）采用回?zé)嵫h(huán)后，將使進(jìn)入汽輪機的蒸汽量增加而乏汽量減少，從而提高了汽輪機高壓部分熱效率和降低了末級余速損失，使汽輪機的相對內(nèi)效率在一定程度上得到了提高，大大提高了汽輪機的熱經(jīng)濟性。

1.2汽輪機回?zé)岢槠到y(tǒng)

汽輪發(fā)電機組在回?zé)岢槠苈肥状尾捎盟畨菏侥嬷够亻y，一旦主汽門關(guān)閉機組內(nèi)部形成真空，閥后管道與閥前形成壓差，抽汽逆止閥閥蝶在壓差的作用下關(guān)閉；為了加速抽汽逆止閥的關(guān)閉，在主汽門動作后，與主汽門動作聯(lián)鎖的電磁閥動作從凝結(jié)水泵來的壓力水進(jìn)入抽汽閥操縱座活塞上部，活塞克服彈簧的作用帶動閥桿，抽汽逆止閥裝于抽汽閥操縱座下部，操縱座閥桿向下移動壓下逆止閥閥蝶從而加速抽汽逆止閥關(guān)閉。更有效的防止蒸汽倒流汽輪機內(nèi)，保證機組安全運行。

1.3汽輪軸封供汽系統(tǒng)

汽輪機在汽封系統(tǒng)首次采用先進(jìn)的自密封系統(tǒng)，自密封系統(tǒng)由二個壓力自動控制調(diào)節(jié)點、二個溫度自動控制調(diào)節(jié)點、蒸汽母管及閥門、管道等組成。

（1）汽封壓力自動控制調(diào)節(jié)點：汽封壓力控制點與前、后汽封的自密封接口用管子相連接。壓力的控制點由蒸汽溢流壓力控制閥和輔助汽源壓力控制調(diào)節(jié)閥組成。在低負(fù)荷或啟動時，由輔助汽源進(jìn)入均壓箱向前、后汽封供汽。在高負(fù)荷時，由高壓汽封前三段漏汽，通過汽輪機抽汽管道給前、后汽封供汽，這時，壓力控制點的溢流式調(diào)節(jié)閥投入工作，保持自密封系統(tǒng)壓力。由於壓力調(diào)節(jié)閥的線性很好所以壓力很穩(wěn)定，系統(tǒng)正常壓力是0.103MPa?？捎行У胤乐蛊饴┢⒎戏乐蛊啓C進(jìn)水而損壞汽輪機的要求，同時汽封系統(tǒng)的汽源能滿足機組冷熱態(tài)起動和停機的需要。

（2）汽封蒸汽溫度自動控制：汽封溫度調(diào)節(jié)點由高壓汽封溫度控制調(diào)節(jié)閥和低壓汽封溫度控制調(diào)節(jié)閥所組成，根據(jù)運行工況能自動調(diào)節(jié)和控制前、后汽封的蒸汽溫度，以滿足不同工況下前后汽封所需的不同溫度，確保機組的安全運行并能延長機組的壽命。

（3）前、后汽封的最末段汽封，通過用漏汽管道與軸封加熱器相連。該系統(tǒng)主要由一臺軸封加熱器和兩臺軸加冷卻風(fēng)機組成，用于抽出最末段汽封腔室的蒸汽，以維持該腔室微負(fù)壓，防止蒸汽外泄和空氣漏入的現(xiàn)象。

（4）機組沖轉(zhuǎn)前，向汽封供汽的蒸汽溫度應(yīng)考慮汽輪機的狀態(tài)，是冷態(tài)、溫態(tài)還是熱態(tài)，以選擇與轉(zhuǎn)子溫度相匹配的蒸汽溫度。在機組沖轉(zhuǎn)、升負(fù)荷過程中分別切換不同的供汽汽源溫度，以滿足系統(tǒng)參數(shù)要求，所有這些都由DCS系統(tǒng)來控制。

2結(jié)論與展望

鋼鐵企業(yè)的熱力發(fā)電系統(tǒng)利用生產(chǎn)鋼鐵主導(dǎo)產(chǎn)品產(chǎn)生大量的二次能源（如：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等）產(chǎn)生電能。通過對汽輪發(fā)電機組的回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)配置的優(yōu)化，可更好的利用能源，以達(dá)到經(jīng)濟性最優(yōu)的目標(biāo)。因此能源的研究和有效利用，對社會生產(chǎn)和人們生活都有著重大的意義，直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的發(fā)展，故應(yīng)給予必要的重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]李笑樂.工程熱力學(xué).北京：水利電力出版社，1997.

作者簡介：劉偉（1974），男，本科，工程師，1996年畢業(yè)于鞍山冶金運行學(xué)校，現(xiàn)從事熱力專業(yè)技術(shù)管理工作。