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1、汽轮机的叠置运行改造丁玉辉（安徽淮化集团有限公司热电厂 232038）内容摘要 本文主要介绍了我厂由于工厂的发展和技改项目的投产，造成了0.294MPa压力等级蒸汽供应不足和0.98MPa压力等级供应过剩的状况，在我厂背压式汽轮发电机组富裕量大，闲置周期长的情况下，设想将两台同等压力等级的背压汽轮机组叠置串联起来进行运行，构成前置式机组和后置式机组运行方式来解决这一问题，在改造投资不足万元的情况下，既满足了厂里生产所需的0.294MPa压力等级蒸汽的需求量，又取得了较大的经济效益。使得蒸汽热能得到了充分合理的分级利用，增大了我厂热、电负荷的调节能力，节能效果显著，并对一些在一定条件下的背压式汽
2、轮发电机组热、电负荷利用率低的热电厂的挖潜改造、节能降耗、具有广泛的推广使用意义。关 键 词 汽轮机叠置运行改造1、概况我们安徽淮化集团有限公司热电厂是以供热为主，发电为辅的热电联产供热式电厂。电厂原有供热式背压汽轮发电机且4台，其中1#、2机组为功率3000KW汽轮发电机组，供0.294MPa压力等级的生产用蒸汽。这些汽轮发电机组将锅炉送出的3.82MPa、430的过热蒸汽通过压差发电后分别送到压力0.98MPa压力、0.294MPa的蒸汽管网供生产和生活上使用，从而达到蒸汽热能充分合理分级利用的目的。2、热电厂实际运行中存在的问题由于我公司化工新产品的不断开发以及新建项目的相继投产，使我厂
3、不同压力等级参数的蒸汽使用量发生了较大的变化，其表现为压力0.294MPa的蒸汽管网供汽量不足，这种状况在冬季尤为明显。这是因为1、2汽轮机供出的压力为0.294MPa蒸汽总量只有72，而压力为0.294MPa蒸汽管网的夏季用汽总量只有80左右，冬季则需要96左右。但是压力为0.98MPa的蒸汽管网供汽量过剩，这是因为3、4汽轮机最大可供出167的压力为0.98MPa的蒸汽用量，而压力为0.98MPa的蒸汽夏季最大需求量只有65左右，冬季最大需求量在90左右，这样的用汽量只需要开一台4汽轮发电机组就可满足生产上的要求，并且尚有富裕，而3汽轮发电机组则只有停运闲置起来。由于这种状况的存在，为满足
4、压力为0.294MPa蒸汽的需求量就必须将压力为3.82MPa的高压蒸汽通过减温减压装置减压至压力0.294MPa蒸汽来满足生产上的需要，而使这部分蒸汽能量白白损失掉。为了充分利用这部分能量，我厂决定将3、4汽轮发电机组由原来的并联运行改为叠置运行，即将4#汽轮发电机组做为前置式汽轮机，3汽轮发电机组做为后置式汽轮机，以4汽轮机的排汽来为3汽轮机的进汽使4汽轮机的排汽继续在3汽轮机内做内功，并将3汽轮机的排汽接至压力为0.294MPa的蒸汽管网的运行方式，这样便构成了两台背压式汽轮发电机组的叠置串联运行，既增大了压力为0.294MPa蒸汽管网的供汽能力，满足了生产上对压力为0.294MPa蒸汽
5、的需求量，又充分合理的利用了这部分热能能量，并能使4汽轮发电机组多通过相应量的高压蒸汽来多发电。于是，我厂对该项技改技措项目进行了设计施工，并很快的正式竣工投入运行，取得了明显的节能效果和显著的经济效益。3、3、4汽机的叠置运行改造3.1改造工程方案简介3#、4#汽轮机均为背压式汽轮机，共有3级，其中一级为双列调节复速级，其余两级为压力极。4#、汽轮机（前置机）型号为B63.43 /0.98，其主要参数如下：额定功率：6000KW 转速：3000r/min主汽压力：3.43Mpa 实际：3.37Mpa排汽压力：0.981Mpa 实际：1.25Mpa主汽温度：430 实际：418排汽温度：322
6、 实际：3003#汽轮机（后置机）型号为B33.43/0.981其主要原参数为额定功率：3000KW 转速：3000r/min主汽压力：3.43Mpa主汽温度：430排汽温度：3283#、4#汽轮机串联运行后，就构成了一台抽汽背压式汽轮发电机组，它能否叠置串联运行的关键问题是蒸汽是否能在汽轮机内得到合理的膨胀，3#汽轮机做为后置机我们就把它同CB3.43 / 0.98/0.49型号抽背机组的低压缸做了比较，它们的结构均是一级调节级和两级压力级。主汽门进出口管通径均是Dg250/2002；排汽口通径均为Dg3002。CB33.43/0.98/0.49型抽汽背压式汽轮机组的最低排汽压力为0.294
7、Mpa，而且这两种型号的汽轮机组在制造厂试车台上试车进汽压力均为3002。CB33.43/0.98/0.49型抽汽背压式汽轮机组的最低排汽压力为0294Mpa，而且这两种型号的汽轮机组在制造厂试车台上试车进汽压力均为0.7841.27Mpa，汽轮机工作时的焓降、工况基本类似，相差不多。我们又对3#汽轮机的蒸汽流通量进行了计算，3#汽轮机做为后置机进汽参数由原设计的3.43Mpa、430降低为1.25Mpa1300，此 时蒸汽比容由原来的0.091m3/kg增加到0.206m3/kg，比容增大为2.264，那么该台汽轮机的蒸汽最大流通量不是原来的59t/h流量，而是随着进汽参数改变变成了26t/
8、h。为使3#汽轮机做为后置机而保证它的安全运行，防止末级叶轮出现过负荷的现象，为此我们对3#汽轮机背压侧最大蒸汽通流量进行了计算校核，根据公式（1）计算如下：D1= 3 U22 U221D D28.53（t/h） （1）式中 D原汽轮机进汽流量t/h； D1参数改变后汽轮机进流量，t/h； U2、U21分别为蒸汽参数改变后汽轮机进、排汽蒸汽的比容，m3/kg。由以上两组对3#汽轮机最大蒸汽通流量的计算，我们确定3#汽轮机做为后置机运行时的最大蒸汽通流量为26t/h。而我厂冬季0294Mpa压力的蒸汽管网的最大用汽量只需再增加24t/h左右就可满足生产上的需要，因此3#汽轮机做为后置机来供压力为
9、0.294Mpa的蒸汽在技术上是可行的。3.2 安全性分析由于3#、4#汽轮机叠置串联运行后的工作流量均在其设计的额定范围内，排出的蒸汽是过热蒸汽，所以两台汽轮机运行时不会产生过负荷现象，也就是说轴向推力不会增大，因此不会对汽轮机组的安全运行产生不利影响，运行是安全可靠的。3.3 经济性分析经济性研究在计算上的特点是把3#、4#汽轮机组视为一个整体一叠置机组，其相当于一台抽汽背式机组，两台机组叠置串联运行改造的经济效益包括后置机本身的发电效益和前置机组多发电的经济效益，其每小时的发电功率根据公式（2）计算如下；Nd：D（h1+h2）0jjd=1800（KWh）式中Nd后置机和前置机多发的功率之
10、和，KWh；D通过后置机和多通过前置机的蒸汽流量，t/h；h1多通过前置机的蒸汽的理想焓降，KJ/Kg；h2通过后置机的理想焓降，KJ/Kgoj汽轮机的相对内效率；j汽轮机的机械效率；d发电机的效率。3#、4#汽轮机叠置串联运行时间全年按4000小时计算，每年可多发电720KWh，扣除成本等因素，按0.3元/KWh计算，每年可增收216万元。但投资仅9700元，投资小，见效大。3.4 改造实施通过对以上三个方面的分析，我厂对3#、4#汽轮机串联运行改造进行了实施。该项改造工程地1992年5月底安装吹除完，并于1992年6月4日正式试运投产，该项目改造实施完毕投运后，3#汽轮机做为后置机实际通过
11、蒸汽量为24t/h，4#汽轮发电机组每小时实际多发电为984.846KWh。并且两台汽轮机叠置串联运行至今运行状况良好，经实际运行测试各项参数与设计计算结果基本相符，每年可多发电1308.8KWh，扣除成本后如按0.3元/KWh计算，每年可创效益392.64万元。4、结论3#、4#汽轮机的桑置串联运行，提高了我们整个热电厂的总体经济效益，使热电厂的蒸汽热能得到了充分合理的分级利用。它运行安全可靠，操作方法与原来的一样，没有什么变化，仅仅是做为前置机的4#汽轮机的压力变换器不能适用于叠置串联运行的方式，它必须在调压器的控制下运行，控制4#汽轮机的排汽参数来保证3#汽轮机的进汽参数，从而使3#、4#汽轮机达到经济运行的目的。此项改造既能按原设计的并联运行，又能串联运行，并且在运行中能互相切换，增大了热电厂热、电负荷调节能力，提高了热电运行的灵活性，在一定条件下的背压式机组的热电厂具有推广意义，如在背压式汽轮机级后面增设凝汽式机组等。作者简介 丁玉辉，1964年出生，男，安徽淮南市人，1981年毕业于化工部淮南化校，工程师，现为淮化集团有限公司热电厂生产技术科科长，淮南市工程系列初评会评委。
