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        淺談200 MW三缸三排汽機(jī)組光軸改造技術(shù)

        2019-10-09 14:47:15賈公禮
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年13期
        關(guān)鍵詞:節(jié)能減排汽輪機(jī)

        賈公禮

        摘? 要:國家《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》要求,平均供電煤耗高于310 g/kW燃煤機(jī)組將陸續(xù)關(guān)停,現(xiàn)役較大功率機(jī)組必須進(jìn)行節(jié)能降耗和環(huán)保升級(jí)改造。汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)子和光軸互換,供熱期使用光軸轉(zhuǎn)子,減少機(jī)組冷源損失,非供熱期使用低壓轉(zhuǎn)子,增加了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了電廠的運(yùn)行指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。

        關(guān)鍵詞:汽輪機(jī);光軸改造;節(jié)能減排

        中圖分類號(hào):TM72? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        富拉爾基發(fā)電廠#4機(jī)為沖動(dòng)式三缸三排汽凝汽式汽輪機(jī),1987年投產(chǎn)發(fā)電,型號(hào)為N200-12.75/535/535-55,哈爾濱汽輪機(jī)廠八十年代產(chǎn)品。為了提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,改善機(jī)組運(yùn)行狀況,1996年9月采用全三維技術(shù)進(jìn)行過增容。

        1 改造目的及設(shè)計(jì)原則

        根據(jù)國家及華電集團(tuán)節(jié)能減排、改善環(huán)境的方針政策,華電富拉爾基發(fā)電廠#4機(jī)組于2016年10月18日停機(jī)10月21日揭低壓缸開始進(jìn)行低壓光軸供熱改造,11月11日中午12點(diǎn)機(jī)組與系統(tǒng)并列,改造后運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。

        #4機(jī)光軸改造原則:不改變機(jī)組運(yùn)行參數(shù),不改變高中壓缸通流間隙,不改變軸徑尺寸,不改變軸承箱基礎(chǔ),不影響機(jī)組軸向推力。在供熱期機(jī)組采用低壓光軸技術(shù)運(yùn)行,低壓#1缸正常進(jìn)汽做功發(fā)電,低壓#2、#3缸不進(jìn)汽,對(duì)機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子和隔板進(jìn)行改造,改造后機(jī)組供熱能力大,運(yùn)行安全可靠,投資回收周期短,非供熱期仍采用原機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子,恢復(fù)低壓缸凝汽式運(yùn)行。因?yàn)樵摯胃脑鞛閲鴥?nèi)首臺(tái)200 MW三缸三排汽機(jī)組光軸改造,沒有施工經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

        該次改造后#4機(jī)基本類似背壓機(jī)組,如果熱網(wǎng)無用汽需求,必須減負(fù)荷至最低并投油穩(wěn)燃,因此,受外網(wǎng)影響較大。光軸改造后#4機(jī)供熱能力大幅提高,按照設(shè)計(jì)最大抽汽量為330 t/h,最大供熱能力為214 MW,供熱面積可達(dá)379萬㎡。

        改造中4、5瓦標(biāo)高降低100 um,消除低壓缸排汽室溫度升高對(duì)標(biāo)高的影響。從實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)分析影響較?。ü廨S運(yùn)行155 MW相當(dāng)于純凝運(yùn)行200 MW),#3瓦升高1.6 um,#4瓦升高8.6 um,#5瓦升高5.3 um。因標(biāo)高對(duì)振動(dòng)影響小,2018年-2019年供暖期更換光軸轉(zhuǎn)子時(shí)測量4、5軸瓦標(biāo)高,發(fā)現(xiàn)并未降低,正常執(zhí)行哈汽廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。改造前后的機(jī)組瓦振數(shù)據(jù)見表1。

        2 設(shè)計(jì)和施工改造過程注意事項(xiàng)

        (1)改造前電廠技術(shù)人員與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行充分地技術(shù)溝通,包括圖紙交流和現(xiàn)場測繪(軸徑尺寸、對(duì)輪形式、對(duì)輪連接螺栓孔徑、中心距、軸徑揚(yáng)度等),防止發(fā)生設(shè)備不匹配情況。

        (2)隔板護(hù)套必須現(xiàn)場調(diào)整好軸向和徑向間隙,防止下次拆卸隔板護(hù)套時(shí)卡澀或與汽缸頂部發(fā)生接觸。

        (3)對(duì)輪螺栓鉸孔必須制作2根專用鉸孔銷子,安裝專用銷子時(shí)不能蹩勁,各銷孔對(duì)正、均勻,緊好2根銷子后才能進(jìn)行鉸孔,緊好新銷子后才能盤動(dòng)轉(zhuǎn)子,防止銷孔錯(cuò)位。

        (4)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將發(fā)電機(jī)軸向變化進(jìn)行校核,與汽輪機(jī)改造結(jié)合考慮,通過中低對(duì)輪調(diào)整墊實(shí)現(xiàn)調(diào)整,防止發(fā)電機(jī)軸向部件碰磨。

        (5)光軸轉(zhuǎn)子安裝后原轉(zhuǎn)子的儲(chǔ)存保養(yǎng)或供熱期結(jié)束后光軸轉(zhuǎn)子的儲(chǔ)存保養(yǎng),新舊隔板的儲(chǔ)存保養(yǎng)問題,防止轉(zhuǎn)子隔板彎曲變形或銹蝕損壞。

        3 運(yùn)行調(diào)整中遇到的問題及處理情況

        (1)暖機(jī)或低負(fù)荷時(shí),低壓缸脹差調(diào)整困難,#2、#3排汽室溫度比#1排汽室高,啟動(dòng)后脹差一直在4 mm~6 mm,哈汽廠原設(shè)計(jì)為6.5 mm~-4 mm,通過調(diào)整循環(huán)水進(jìn)水量和對(duì)噴水減溫設(shè)備進(jìn)行控制,定參數(shù)或帶大負(fù)荷后趨于穩(wěn)定+3.7左右。

        分析認(rèn)為啟機(jī)初期或低負(fù)荷鼓風(fēng)損失造成轉(zhuǎn)子熱膨脹大,提高真空時(shí)轉(zhuǎn)子更熱,排汽室更涼,造成正脹差增大。為了減小鼓風(fēng)損失,除了引一部分冷卻蒸汽進(jìn)入低壓缸進(jìn)行冷卻外,還需要提高轉(zhuǎn)子光潔度,應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行拋光處理,或者棄用套裝轉(zhuǎn)子使用整鍛轉(zhuǎn)子,套裝轉(zhuǎn)子各套之間間隙增加摩擦面積。2017年9月光軸轉(zhuǎn)子返廠進(jìn)行了磨光,表面粗糙度達(dá)到3.2以上。

        (2)低負(fù)荷時(shí)(100 MW)軸向位移1.03 mm,正常運(yùn)行時(shí)為0.66 mm左右,供熱抽汽量小,高壓調(diào)速汽門進(jìn)汽量小,機(jī)頭方向的軸向推力小,加負(fù)荷至120 MW左右時(shí),軸向位移逐漸趨于正常,為0.86 mm,負(fù)荷為140 MW時(shí)軸向位移0.94 mm。

        (3)如熱網(wǎng)首站加熱器事故停運(yùn),供熱抽汽主管道壓力突升,安全門將超壓動(dòng)作,此時(shí)機(jī)組應(yīng)及時(shí)減負(fù)荷,減小低壓缸抽汽壓力,防止汽輪機(jī)軸系承受反向作用力,損壞設(shè)備,安全門壓力整定必須準(zhǔn)確,低于哈汽廠設(shè)計(jì)低壓缸防爆門動(dòng)作壓力,一旦超壓造成低壓缸防爆門損壞,必須停機(jī)處理,影響較大。為了防止發(fā)生較大損壞,#4機(jī)投入“供熱抽汽壓力高停機(jī)”保護(hù),動(dòng)作壓力為0.21 MPa,有光字牌報(bào)警顯示?!肮岢槠麎毫Ω咄C(jī)”保護(hù)取點(diǎn)為中壓22級(jí)與23級(jí)之間供熱抽汽管道上部。

        4 試驗(yàn)結(jié)果

        國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院于2017 年 3 月 26 日對(duì)光軸改造進(jìn)行了后期試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:4 號(hào)機(jī)組光軸改造后,工況1(610 t/h 進(jìn)汽時(shí),最大抽汽工況),其最大抽汽量為 301.424 t/h,該工況試驗(yàn)熱耗率為 5972.701 kJ/kWh;工況 2(320 t/h 進(jìn)汽時(shí),最大抽汽工況),其最大抽汽量為161.576 t/h,該工況試驗(yàn)熱耗率為 6 187.849 kJ/kWh;工況 3(320t/h 進(jìn)汽時(shí),最大抽汽工況),其最小抽汽量為 120.495 t/h,該工況試驗(yàn)熱耗率為 7 307.989 kJ/kWh; 610 t/h進(jìn)汽時(shí),最大抽汽工況高壓缸試驗(yàn)效率為 79.89%,機(jī)組該運(yùn)行狀態(tài)下測算的反平衡試驗(yàn)發(fā)電煤耗為 232.09 g/kWh。汽輪機(jī)通流改造后額定工況627 t/h時(shí)熱耗率為 8 108 kJ/kWh,從試驗(yàn)結(jié)果看熱耗、煤耗明顯降低。

        5 結(jié)語

        國家《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》要求,平均供電煤耗高于310 g/kW燃煤機(jī)組將陸續(xù)關(guān)停,許多高耗能、小容量、環(huán)保差的中小型燃煤火電機(jī)組將陸續(xù)退出運(yùn)行,現(xiàn)役較大功率機(jī)組必須進(jìn)行節(jié)能降耗和環(huán)保升級(jí)改造。

        富拉爾基發(fā)電廠#4汽輪機(jī)改造后,低壓轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)子和光軸互換,供熱期使用光軸轉(zhuǎn)子,減少機(jī)組冷源損失,非供熱期使用低壓轉(zhuǎn)子,增加了勞動(dòng)強(qiáng)度,但是提高了電廠的運(yùn)行指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。我們將在今后的運(yùn)行維護(hù)中不斷學(xué)習(xí),盡快掌握改造后經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式,提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]田曉龍,張雷,卜心明.試論200 MW 機(jī)組汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子光軸供熱改造[J].內(nèi)蒙古教育(職教版),2016(10):91-92.

        [2]周博.200MW 超高壓抽凝式汽輪機(jī)組高背壓改造的可行性研究[J].機(jī)械工程師,2018(4):133-135.

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