《茂名电厂节能改造可行性方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《茂名电厂节能改造可行性方案.doc（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、粤电茂名电厂300MW汽轮机节能改造可行性方案 东方汽轮机有限公司粤电茂名电厂300MW汽轮机节通流改造可行性方案东方汽轮机有限公司2012.4目 录1 前言2 项目提出的背景及节能增容改造的必要性3 汽轮机通流部分改造前期工作及调研4 汽轮机通流部分改造技术5 汽轮机通流部分改造方案6 改造部分的技术经济性分析、预期效果及方案选择7 结束语1前言随着“节能减排”系列 政策的逐步实施，煤耗高，机组运行经济性差的发电企业的供电成本高，经济效益差；而且由于其单位发电量的排污量大，达不到节能减排的指标因而年发电的当量小时数必然减少，从而陷入煤耗高低负荷率煤耗更高年当量可用小时数更少的恶性循环。发电企
2、业要在日益激烈的发电市场竞争中保持领先的态势，必须客观地综合分析电站的系统能耗源，应用当代先进技术实施对主要节能设备进行现代化改造，实现大幅降低汽轮发电机组的供电煤耗水平的目标。为落实国家提出的节能减排产业政策，建设资源节约型、环境友好型社会。东方汽轮机有限公司就茂名电厂300MW机组现状分析，提出机组改造的可行性，科学挖掘设备潜力，对机组进行节能降耗改造。通过对汽轮机通流部分的改造，在保持锅炉蒸汽参数不变的情况下，提高汽轮机高、中、低缸效率，能够显著降低汽轮机热耗，实现无煤耗增容。通流改造，可同时消除机组设备存在的安全隐患和运行中暴露的问题，主要部件更换后，设备预期寿命大幅度延长，可靠性提高
3、，延长机组检修周期，降低以后的维护成本。最终目的是提高恒运电厂在发电市场的竞争能力。2 项目提出的背景及节能增容改造的必要性2.1 项目提出的背景随着全球及国内经济的巨大发展及能源形势的急剧变化，燃煤发电厂面临的环保要求日益严格，经营形势日益严峻，突出表现为：（1）节能减排已成为燃煤发电企业发展的两个约束性指标 国务院发布的能源发展“十一五”规划纲要中明确提出了“建设资源节约型、环境友好型社会；坚持开发节约并重、节约优先，按照减量化、再利用、资源化的原则；大力推进节能节水节地节材，加强资源综合利用，完善再生资源回收利用体系，全面推行清洁生产，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型增长方式”
4、。这表明节能降耗和减少排放已成为对燃煤发电企业生产的两个约束性指标。（2）燃煤发电企业的电量调度已经由铭牌调度逐步向节能调度调整 2007年8月国务院转发了由国家发改委、环保总局、电监会、能源办制定的节能发电调度办法，对于燃煤机组按照能耗水平由低到高排序，按照煤耗水平进行电量调度，并安排首先在广东、贵州、四川和江苏、河南五省进行试点。在实际节能调度操作中关于机组能耗水平的认定在暂依照设备制造商提供的机组能耗为标准，逐步过渡到按照机组实测能耗数值排序。 随着电力供求矛盾的逐步缓减，新的电源点不断投运， 燃煤发电企业的生产和发展将受到限制，其经营形势变得非常严峻，将面临激烈的竞争。公司只有对外不断
5、争取市场份额，对内强化管理、最大限度的降低消耗，对低效高耗得主辅机进行技术更新改造，才能在激烈的市场竞争中生存和发展。2. 2 项目提出的必要性具有直接经济效益的发电厂技术改造项目可以分为三种类型：a) 以增加收入为主的技术改造项目。b) 已节约成本费用为主的技术改造项目。c) 既增加收入又节约成本费用的技术改造项目。 根据发电公司各主辅设备的经济性和安全性状况，又可分为锅炉设备改造、锅炉辅助系统设备改造；汽轮机本体改造、热力系统优化改造、冷端优化及改造等。2.2.1 原机组概况 茂名电厂300MW机组是东方汽轮机有限公司生产的N30016.67/537/5378型（D300N合缸型）亚临界、
6、一次中间再热、两缸两排汽凝汽式汽轮机，于2007年5月正式投运。原设计机组的主要技术规范见表2-1。表2-1 汽轮机技术规范制造厂东方汽轮机有限公司型号N30016.7/537/5378型（合缸）型式亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机额定功率300MW最大出力333MW汽轮机转速3000rpm旋转方向从机头看为顺时针方向额定主汽压力16.67MPa主汽温度537高压缸排汽温度318.2高压缸排汽压力3.53 MPa再热蒸汽温度537再热蒸汽压力3.17MPa中压缸排汽温度337中压缸排汽压力0.799MPa排汽压力7.7kPa汽轮机最大进汽量1025t/h回热系统8级（3高加1除氧器4低加）
7、额定工况下给水温度278.9汽轮机通流级数通流级数共27级，即高压缸：1+8；中压缸：6级；低压缸：26级末叶片长度851mm盘车转速4.1rpm给水泵拖动方式给水泵小汽轮机驱动汽轮机结构特性：通流级数共27级，高中压为合缸结构，其中高压缸包括1个单列调节级和8个压力级；中压缸为6压力级；低压缸采用分流对置，压力级数为26，末级叶片高度为851mm。高中压缸和低压缸均为双层缸结构，汽轮机共有两个转子，即高中压转子和低压转子，两个转子之间为刚性联轴器连接，两个转子用四个轴承支撑，推力轴承设置在高中压轴承座靠近2号轴承，推力轴承由工作瓦和非工作瓦组成。2.2 原机组存在的问题分析2.2.1 原机组
8、通流设计存在的问题东汽生产的D300N机型在设计开发于二十世纪初，虽然应用了当时的先进技术，但受当时的总体技术水平限制，也存在不足，技术水平相对于目前先进技术有一定差距，尤其体现在高中压部分。对D300N机型原设计方案的高、中压通流联算分析可知，原设计高压根径和级数9级，各级焓降偏大，原设计根部反动度偏小，还有各级导叶片出气角偏小，使其安装角偏离最佳范围。中压根径和级数6级，各级焓降偏大。静动叶片型线气动性能不佳，其通流效率必然不能达到高水平。2.2.2原机组制造及安装、运行方面问题国内电厂汽轮机（包括东汽产品）在通流部件的制造、安装、运行质量方面一直存在质量控制不精细的问题，主要表现在：静动
9、叶片的型线形状和位置度公差超差比例较高；现场安装不精细，导致通流间隙严重大于设计值，产生较大内漏损失，如某电厂国产300MW机组大修发现，中压隔板汽封严重磨损，中分面右侧汽封间隙比左侧大约1.52 mm；不适当的运行造成汽封严重磨损和水质差导致流道表面严重结垢（见下图）；结垢层腐蚀斑图2-1通流叶片表面严重结构和腐蚀（运行3年后）上述各方面对通流设计效率定性影响是确定的，定量上比较困难，要针对具体的特例具体分析。由于制造、安装偏差使机组热耗增加约占机组设计热耗的0.5%1.5%，运行条件的恶劣可使机组效率下降率达到0.3%/年。因此提高制造、安装质量和运行质量也是提高机组经济性的重要措施之一。
10、2.2.3原机组经济性评价如前所述，由于原设计技术相对落后，而且加上当时加工制造精度不高，安装质量控制不严，机组运行老化等原因，导致目前机组运行的实际热耗值远高于设计值，供电煤耗较高。根据在运的同型号的机组实际运行热耗的统计，现存的D300N机型的平均热耗在1950kcal/kw.h1990kcal/kw.h的水平。茂名电厂300MW机组的实际热耗高达 kJ/kWh( kcal/kWh)，高出设计值 kJ/kWh ( kcal/kWh)以上。目前，东汽应用当代先进通流技术新开发设计的亚临界300MW等级汽轮机的实际热耗在190010 kCal/kWh左右，高压缸效率可达85、中压缸效率可达92
11、，低压缸效率在87.5以上，达到国际先进水平的前列。茂名电厂300MW机组通过机组性能试验数据可知，实测高、中、低压缸效率均低于当前亚临界机组的先进水平，热耗值高于当前亚临界机组的先进水平，完全有必要通过通流改造提高机组内效率，以达到提高机组经济指标的目的。2.2.4通过全面改造解决机组存在的设计及运行安全性缺陷国内300MW机组一般存在以下一些共性问题： 机组经长期运行后通流效率低，热耗高； 高中压外缸变形； 轴端汽封及隔板汽封漏汽、油中进水问题； 低压末级叶片出汽边水蚀严重；通过对机组进行包括通流改造在内的全面优化改造，利用目前最新技术方案可以解决和消除机组存在的上述问题和缺陷。2.2.5
12、提高机组调峰能力以适应电网的要求通过本次改造，提高机组安全可靠性，优化调门调节特性等措施，以提高机组的调峰能力。 3 汽轮机组通流部分改造前期工作和调研 国内同设计年代的300MW现役汽轮机目前已在宣威电厂进行了通流改造。茂名电厂对汽轮机组通流部分改造进行了大量的前期调研工作。为尽早进行机组通流部分技术改造工作，茂名电厂委托东汽进行了机组通流部分改造的初步工作。充分了解了东汽300MW汽轮机组通流部分改造的初步方案及改造后的效果。（1）汽轮机通流部分改造技术成熟，应用广泛，安全可靠经调研，汽轮机通流部分改造技术成熟，应用广泛。东汽有近百台以上改造业绩。50MW、100MW、125MW、200M
13、W、300MW乃至600MW机组均有通流改造的业绩。东汽最近300MW改造业绩：序号改造电厂名机组编号改造方案及内容实施时间1山东德州发电厂4机D4210高中低压新转子、新低压内缸08年4月2大唐三门峡电厂2#机D4213高中低压新转子、新低压内缸07年11月3大唐国际张家口电厂2#机D122高中压新转子、新低压内缸08年1月4大唐安阳发电厂9#机D4214高中低压新转子、新高、低压内缸09年12月5华能上安电厂3#、4# D300H2、4高中低压新转子、新高、低压内缸10年2月6大唐三门峡电厂1#机D4211高中低压新转子、新高、低压内缸合同执行7华能德州发电厂3#机D427高中低压新转子、
14、新高、低压内缸10年5月8大唐国际张家口电厂1#机D121高中压新转子、新低压内缸合同执行9大唐国际张家口电厂4#机D4212高中低压新转子、新高、低压内缸10年1月10国电宣威电厂9#机D300N高中压新转子、新高压内缸09年11月11华电蒲城电厂2#机330MW高中低压新转子、新低压内缸09年12月12华电蒲城电厂1#机330MW高中低压新转子、新低压内缸09年8月13大唐安阳发电厂10#机D4214高中低压新转子、新高、低压内缸合同执行14大唐湘潭发电厂2#机D4214高中低压新转子、新高、低压内缸合同执行15大唐国际张家口电厂7#机D121高压新转子、新低压内缸合同执行针对300MW汽轮机通流改造，不但应用了先进的高效后加载层流叶型和高负荷优化可控涡叶型，采用了全三维多级段设计和完整级全三维设计技术，阀门与调节级联合优化设计技术，排气缸优化设计技术，动叶片全部采用自带冠阻尼结构设计技术，不但大大提高了通流效率，而且显著提高了动叶片的安全可靠性，使改后机组的持久效率和安全可用率达到国际先进水平。针对低压缸末级叶片的安全性，现在东汽采用的末级叶片是应用最新的三元流技术进行流场设计，静叶采用后加载叶型、复合弯扭叶片，动叶沿叶高反扭，改善参数沿叶
