打造燃煤机组综合升级改造示范工程

2015-11-02改造者公冶令沛

中国科技信息 2015年10期

改造者：公冶令沛

打造燃煤机组综合升级改造示范工程

改造者：公冶令沛

江苏徐塘发电有限责任公司现有装机容量120万千瓦，为4台30万燃煤发电机组。一期2×300MW技改工程和二期2×300MW扩建工程，分别于2002年和2005年建成投产发电。2012年徐塘发电有限责任公司4、5号机组改造正式成为国家首批综合升级改造示范项目，徐塘公司非常重视，迅速按照国家能源局要求于2012年10月先行开展4号机组综合改造工作，改造工作于2012年12月30号结束，徐塘公司5号机组综合升级改造工作于2013年5月20号改造结束。

改造机组基本情况介绍

江苏徐塘发电有限责任公司4、5号汽轮机是上海汽轮机有限公司生产的西屋引进型亚临界300MW中间再热反动式双缸双排汽凝汽式汽轮机，型号为N300-16.7/538/538，分别于2002年2月、7月建成投产，出厂编号为H156-8-14和H156-8-15。经过近10年运行后机组经济指标劣化比较严重，2011年5月由西安热工院进行的热力试验结果表明：4号机300MW负荷下二类修正后的热耗率为8339.2kJ/kWh，与设计值7945 kJ/kWh相比，修正后热耗率偏高394.6kJ/kWh（扣除低旁泄漏的影响仍偏高296.2kJ/kWh，为8240.8 kJ/ kWh），5号机300MW负荷下试验热耗率为8374.9kJ/ kWh经修正后的热耗率为8239.1kJ/kWh，与设计值相比，修正后热耗率偏高294.5kJ/kWh。

4、5号汽轮机的经济性能较差，一方面是由于受当时设计技术水平限制，另外机组已投运近十年，老化导致的设备效率偏低及安全隐患问题更加剧了电厂经济运行指标的升高，使得机组煤耗等指标落后于国内同类机组的先进水平。为了实现节能减排，降低机组供电煤耗，机组改造势在必行。

综合升级改造项目应用的先进技术

1.汽轮机通流改造

采用Q156机型替代H156机型，调节级由原来的反流形式改为顺流形式，压力级采用超超临界机组的通流技术，由13个压力级组成，分8+5两个级组，高压内缸采用整体形式，高中压外缸保持原来的不动。

改造前的高中压转子

改造后的高中压转子

中压部分由5+5共10个压力级组成，中压#2静叶持环的排汽末端利用有限的空间尽量伸长一部分，且做出相应的排汽型线，提升汽轮机中压排汽端的效率，中压内缸的中分面加密封键，保证各级抽汽参数满足设计要求；高、中压通流部分叶片采用3DV的弯扭叶片，根据通流部分各级速比采用变反动度的设计方法，使各级轮周效率、级效率最高；低压内缸由原来的双层结构改为单层内缸结构，低压内缸中分面加密封键，同时改善中分面螺栓的密封性能，保留低压转子更换叶片为全三维弯扭马刀叶型（除末三级外）。

2.汽封改造

高压平衡活塞汽封、中压平衡活塞汽封、高压排汽侧平衡活塞汽封和高中压端部汽封及低压端部汽封采用蜂窝和布莱登汽封以减少汽封漏汽，提高通流部分效率。

3.中低压联通管和高压进汽插管改造

中低压连通管改造采用压力自平衡式不锈钢波形膨胀节减少中压缸排汽压损，更好的吸收热位移，并预留抽汽接口。对汽轮机高压进汽插管弹性密封进行改造，解决漏汽问题。

4.凝汽器增容、不锈钢管改造

凝汽器换热管换不锈钢管，管板换不锈钢复合板，隔板更换，凝汽器维持原来的外寸不变，管束布置由辐射型管束布置改变为先进的管束排列形式，传热效率高，结构布置合理，汽流均匀进入管束，改造后凝汽器面积由16500m2增加至17600m2。在管束四周有足够中间通道，部分蒸汽对凝结水进行回热除氧，使凝结水出口含氧量小、过冷度低，凝汽器真空提高，提高机组效率。

5.冷却塔治理，填料倒翻、配水管除垢、更换损坏配水部件

采用无中空陀螺溅水碟技术改造喷头，淋水无中空，无伞装水膜，水滴细小，其叶轮和水流对空气可产生一个向上的推力，增加空气流通能力；将冷却塔填料从塔内翻出，清理淤泥，反向安装并更换部分损坏的填料，可使冷却塔出口循环水温降低0.3℃。对于300MW机组而言，循环水温降低1℃可使凝汽器背压降低0.25kPa。

6.真空泵冷却水系统改造

凝汽器换热管换不锈钢管，管板换不锈钢复合板，隔板更换，凝汽器维持原来的外寸不变，管束布置由辐射型管束布置改变为先进的管束排列形式，传热效率高，结构布置合理，气流均匀进入管束，改造后凝汽器面积由16500㎡增加至19200㎡。在管束四周有足够中间通道，部分蒸汽对凝结水进行回热除氧，降低凝结水出口含氧量、过冷度低，提高凝汽器真空。

项目实际投资

4、5号汽轮机本体改造（含拆除、安装、运输等）8849万元，其他改造项目711万元，合计9560万元。

设备、材料明细见表1。

表1　4、5号汽轮机改造项目价格表

项目节能量和效益评价

项目节能量测算的依据和基础数据

改造前4号、5号机组发电量、供电量取用2011年实际的运行数据，汽机热耗取自《4号汽轮机性能诊断试验报告》、《5号汽轮机性能诊断试验报告》（西安热工研究院2011年8月）。改造前2011年4号、5号机组2011年发电量分别为：181789万kWh、191529万kWh；供电量分别为：172088万kWh、181438万kWh；改造前THA工况热耗分别为：8240.8 kJ/kWh、 8239.1 kJ/kWh。

改造后汽机热耗根据厂家保证热耗值取用，4、5号机组热耗保证值为7898.4 kJ/kWh（THA工况）。

项目年节能量计算过程

4号机对汽轮机进行高中低压通流改造后，厂家保证机组热耗可以到达7898.4 kJ/kWh（THA工况），相比改造前热耗8240.8 kJ/kWh（THA工况），下降342.4kJ/kWh，折合供电煤耗下降11.68g/kWh。

5号机对汽轮机进行高中低压通流改造后，厂家保证机组热耗可以到达7898.4 kJ/kWh（THA工况），相比改造前热耗8239.1 kJ/kWh（THA工况），下降340.7 kJ/kWh，折合供电煤耗下降11.63g/kWh。

改造后年节煤量计算

4号机：172088万kWh×11.68（g/kWh）= 20099.9 tce。

5号机：181438万kWh×11.63（g/kWh）= 21101.2 tce。

合计该能量系统优化项目的节煤量为：41201.1 tce。

项目年节能量测算结果

根据上述计算，本次改造工程项目年节能量为节约标准煤41201.1 tce。

投资回收期

本项目是节能技改工程，项目节约了煤炭的消耗。煤炭消耗的节约，实际上是热电厂燃料成本的降低，其产生的效益是生产成本的降低。因此本项目的直接效益即降低的生产成本。