次 懷 春

(山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，山西 太原 030032)

0 引言

汽輪機(jī)高背壓雙轉(zhuǎn)子互換循環(huán)水供熱改造的過(guò)程中最為關(guān)鍵的就是進(jìn)行低壓與凝氣器結(jié)構(gòu)的改造。將整個(gè)汽輪機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分不做任何的改造處理，只需要將300 MW汽輪機(jī)高背壓部分實(shí)施低壓缸的整體設(shè)計(jì)，應(yīng)用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，從而達(dá)到了在采暖期內(nèi)實(shí)現(xiàn)高背壓循環(huán)水供熱的效果。機(jī)組在供暖期間內(nèi)應(yīng)用高背壓模塊，凝汽器切換，然后通過(guò)利用系統(tǒng)中所存在的汽體實(shí)現(xiàn)供熱，達(dá)到了司機(jī)使用的需要；而在非供暖期內(nèi)，應(yīng)用低壓流通模塊來(lái)有效的提升整體結(jié)構(gòu)的流通效率，從而達(dá)到了低消耗發(fā)電的要求。

1 項(xiàng)目概述

某公司具備兩臺(tái)超高壓中間再熱雙抽凝汽式汽輪機(jī)，該設(shè)備配置的是2×480 t/h的循環(huán)流化床鍋爐，采暖供熱能力設(shè)計(jì)為330 MW。該機(jī)組的目前最大供熱率為303 MW，但是隨著基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，采暖供熱率需要達(dá)到380 MW，以現(xiàn)有的功率來(lái)看，很難滿足基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求，故而，決定對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，以提高高背壓循環(huán)水供熱水平。

2 供暖期與非供暖期無(wú)擾切換

整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)在供暖期內(nèi)，要進(jìn)行高背壓轉(zhuǎn)子部分的更換，再供暖完成之后，需要進(jìn)行揭缸并且將其更換為高效純凝轉(zhuǎn)子，也就是說(shuō)每年需要進(jìn)行揭缸兩次。但是需要注意的是，在供暖期與非供暖期內(nèi)，需要確保通流能夠達(dá)到通用性的效果，否則將不能夠?qū)崿F(xiàn)切換。

在揭缸的過(guò)程中，只需要將系統(tǒng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子與隔板進(jìn)行更換，就能夠?qū)崿F(xiàn)整體性能的轉(zhuǎn)變。進(jìn)行高背壓改造的過(guò)程中，機(jī)組級(jí)數(shù)應(yīng)該減少2級(jí)。純凝工況環(huán)境下需要先進(jìn)行通流，從而可以提高工作效率，降低能源的消耗。

3 熱力系統(tǒng)

當(dāng)高背壓供熱工況時(shí)，熱網(wǎng)循環(huán)水作為凝汽器的冷卻水，凝汽器背壓升高為54 kPa，此時(shí)凝汽器出口溫度為80 ℃。初末寒期，熱網(wǎng)循環(huán)水80 ℃已滿足供暖需求。極寒期，可采用本機(jī)抽汽或鄰機(jī)抽汽，在熱網(wǎng)首站對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行二次加熱，可滿足更高要求的供暖需要?；厮尫艧崃亢螅瑴囟冉禐?0 ℃，再回到凝汽器，構(gòu)成完整循環(huán)水路。系統(tǒng)圖見圖1。

高背壓供熱工況條件之下，因?yàn)閷⑾到y(tǒng)中的最末兩級(jí)直接取消，所以在其正常工作的過(guò)程中，8號(hào)低加前后兩側(cè)的段差為0，也就是該部分中只是達(dá)到了貫通的作用。此時(shí)如果考慮到了一年兩次的拆卸數(shù)量，并不需要進(jìn)行封堵處理，但是在啟閉的過(guò)程中則會(huì)給疏水產(chǎn)生一定的影響。

4 熱膨脹的影響

高背壓如果達(dá)到了54 kPa，低壓缸在工作的過(guò)程中排汽溫度就有可能達(dá)到了83 ℃～120 ℃之間。但是其他的參數(shù)并未發(fā)生變化，只是排汽溫度有所提升。從而可以判定改造實(shí)施結(jié)束之后的膨脹狀況與改造施工之前是幾乎相同，此時(shí)的低壓缸脹差會(huì)有所提升，基本上可以增加0.3 mm～0.6 mm。

凝汽器高度尺寸基本上可以確定為14 m，根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)與支撐方式所存在的差異，其對(duì)于熱膨脹所產(chǎn)生的影響也是不同的。如果采用的是彈性連接、剛性支撐的結(jié)構(gòu)形式，喉部與低壓外缸部分的連接選擇的是彈性連接的方式，底部的支撐結(jié)構(gòu)則為剛性支撐結(jié)構(gòu)，熱膨脹量直接被膨脹節(jié)所吸收，從而不會(huì)給低壓缸產(chǎn)生影響。

“剛性連接，彈性支撐”的凝汽器，喉部直接與外缸的連接為剛性連接的方式，底部結(jié)構(gòu)部分中使用的是彈簧支撐的形式，如果彈簧剛度較大，此時(shí)的熱膨脹就會(huì)直接作用在低壓缸結(jié)構(gòu)上，從而對(duì)主機(jī)設(shè)備產(chǎn)生必要的影響。如果彈簧剛度比較小，則也無(wú)法保證正常時(shí)的需要。所以該結(jié)構(gòu)形式之下，選擇最佳的剛度性能是技術(shù)重點(diǎn)。

根據(jù)汽體所能夠達(dá)到的120 ℃高溫，需要通過(guò)計(jì)算公式來(lái)確定地腳螺栓的間隙，軸向與橫向的膨脹量數(shù)據(jù)分別為4.35 mm，4.56 mm。

5 低壓缸保護(hù)與減溫減壓系統(tǒng)

保護(hù)定值中應(yīng)用的是“三取二”的基本原則。需要將測(cè)點(diǎn)位置設(shè)計(jì)在靠近原位置上，如果數(shù)量無(wú)法達(dá)到要求的情況下，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇合適的位置。高背壓工作過(guò)程中，有些壓力、溫度等已經(jīng)嚴(yán)重的超出了所檢測(cè)器件的量程，此時(shí)就要立即進(jìn)行更換。

將排汽警報(bào)溫度設(shè)計(jì)為90 ℃就自動(dòng)發(fā)出，140 ℃直接進(jìn)行設(shè)備的關(guān)閉。減溫噴水通常都設(shè)計(jì)為90 ℃噴水而85 ℃則直接關(guān)閉。還要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)實(shí)施低壓缸雙重防護(hù)。

綜合分析在工作過(guò)程中所存在的排汽過(guò)熱情況，就需要進(jìn)行噴水系統(tǒng)的校核確認(rèn)，此時(shí)所使用的水源要按照鹽水、凝結(jié)水進(jìn)行核定。

6 凝汽器及低加改造

高背壓工況時(shí)，為滿足換熱需要，需增加凝汽器流程，系統(tǒng)設(shè)置見圖2。

從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，其系統(tǒng)內(nèi)的蝶閥主要的作用就是達(dá)到雙流程與四流程的結(jié)構(gòu)切換，從而可以符合多種情況下使用的需要。汽封加熱器的工作面積逐漸的增大到200 m2，此時(shí)可以在不轉(zhuǎn)變系統(tǒng)的情況下來(lái)達(dá)到工程的施工需要。因?yàn)樵撁娣e的增大，所以就要增加風(fēng)機(jī)的功率，軸封抽氣性能也會(huì)直接的增強(qiáng)，還能夠避免軸端漏氣的情況存在。

7號(hào)和8號(hào)低加為合體低加，將其設(shè)置在凝汽器的喉部位置上，此時(shí)可以用的疏水方式就是通過(guò)7號(hào)再經(jīng)過(guò)8號(hào)，然后就是進(jìn)入到凝汽器熱井內(nèi)。經(jīng)過(guò)全面的改造處理之后，在供熱的過(guò)程中，8號(hào)低加抽蒸汽為零，此時(shí)如果還使用原先的疏水方式，因?yàn)?號(hào)凝汽器存在壓差，而7號(hào)就不能實(shí)現(xiàn)自流，這就導(dǎo)致了整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的疏水運(yùn)行受阻。所以應(yīng)該選擇所規(guī)定的結(jié)構(gòu)形式。7號(hào)正常運(yùn)行的情況下，疏水閥門管道的另外一條直線上直接通入到熱井內(nèi)，并且在上述兩條管線上都加入了一個(gè)截止閥，從而可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)閥門共同進(jìn)行開啟、閉合來(lái)滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

7 低壓缸及凝汽器保溫

保溫性能達(dá)到了使用的要求之后，可以有效的防止結(jié)構(gòu)本體與管道表面出現(xiàn)大范圍的熱量損失?；诖耍扇∮行У谋卮胧?，尤其是設(shè)計(jì)階段中。整個(gè)結(jié)構(gòu)部分制作完成之后，應(yīng)該進(jìn)行凝汽器與低壓缸進(jìn)行保溫。

保溫材料的性能應(yīng)該保證其在正常工作的120 ℃～150 ℃時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)要小于0.09 kcal/(m·h·℃)。同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際使用情況來(lái)確定最低溫度與最高溫度。但是要盡量的選擇使用重量較輕的保溫材料，可以使用抹面涂層材料，此時(shí)要根據(jù)揭缸的頻率來(lái)進(jìn)行施工，保證各項(xiàng)其能夠滿足使用的需要。

8 結(jié)語(yǔ)

該供熱機(jī)組的熱量供應(yīng)主要是通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)排汽來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可以大大提升熱量的利用率，還能夠確保供熱效率達(dá)到要求，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的效果。從而還能夠有效的解決供暖期與非供暖期熱負(fù)荷不一致的情況，低于環(huán)境的保護(hù)具有非常高的意義；高背壓循環(huán)水供熱機(jī)組的應(yīng)用逐漸的實(shí)現(xiàn)了老舊機(jī)組的改造施工，為我國(guó)能源的節(jié)約提供了有利的條件，還能夠提升人們生活質(zhì)量，所以可以大力推廣和應(yīng)用。