中压抽凝机组低压改造

2015-12-27张强

中国设备工程 2015年4期

关键词：中压轮盘沧州

张强

（中国石油化工股份有限公司沧州分公司，河北沧州 061000）

中压抽凝机组低压改造

张强

（中国石油化工股份有限公司沧州分公司，河北沧州 061000）

将动力车间原有的中温中压抽凝汽轮机组进行改造后,应用于纯低温低压蒸气发电，以完成公司低压蒸气回收发电项目。

汽轮机组改造；节能减排；临界转速；低压蒸汽回收

我公司动力车间2#机组于1995年底正式建成，1996年初实现并网供汽发电。2#汽轮机组的设计采用的是6000kW抽汽凝汽机组（图1），最大进汽量77.1t/h。该机组主要目的是为了平衡生产装置过剩瓦斯，利用瓦斯燃烧所产生的蒸汽凝汽发电。可以在抽汽凝汽状态下运行，既向生产装置供汽，又利用部分剩余蒸汽发电，实现装置过剩瓦斯平衡和蒸汽有效利用。

图1

沧州分公司通过节能改造、低温热利用和中压背压式压缩机使用等多项举措，装置能耗大幅降低，2011年6月加氢装置投入生产后，经测算，分公司装置低压蒸汽总体将过剩20～30t/h。公司现有中压汽轮发电机组若改为低压余汽发电机组，投资小且工期短，改造费用约200万元，当年施工即可回收投资。通过比对，决定对2#汽轮发电机组进行改造，以适应当前1.0MPa低压蒸汽的工况，解决低压蒸汽过剩的问题。

一、机组改造内容

1.抽汽C6-3.43/0.981改为N4.2-1.1，去掉高压段，保留低压段

（1）拆除高压喷嘴组、高压调节级叶轮叶片、高压段第一压力级隔板及叶轮叶片。

（2）原旧转子去掉高压复速级叶轮叶片、第一隔板汽封套筒、第一级叶轮叶片，再套上第一个套筒及第二个套筒，平键配制。改造后转子重量2309kg,一阶临界转速2069r/min,转子应作动平衡，精度为G2.5级。

（3）拆除高压调节汽阀及连杆，更换低压阀杆、阀碟、横梁、球面螺母、球座等。

2.由液调改为电调

（1）调节器整体更换，调节器壳体在其毛坯基础上进行改造，与前轴承座结合面的通流孔和返厂的前轴承座上半照配。按调节器部套试验规程做调节器静态试验。

（2）增加Woodward505E、2台CPCⅡ及辅助供油系统。

3.需要现场改造的零部件

（1）中间隔板原有五个φ16mm的孔，在低参数运行时需堵死。

（2）蒸气管路相应改造：低压蒸气管路并入原机组进汽管路，取消抽气管路并进行封堵。

4.改造后运行工况及控制方式

（1）改造前后的工况如表1所示。

表1

（2）控制方式

机组改造后低压蒸汽经主汽门进入汽缸，经低压调节汽阀控制后进入低压段做功。此工况下用505E的高压阀位控制信号控制低压调节汽阀。

二、机组改造对临界转速的影响

以上改造内容重点讨论了是否拆除转子的中压级轮盘，如不拆除（A方案如图2），蒸汽需经中压轮盘与内汽缸间隙，最后经低压调阀控制做功，这样部分能量损失（约40kW）在中压轮盘上；如拆除（B方案如图3）中压轮盘有可能影响机组的临界转速，对此进行了较深入的分析。

图2

图3

1.回转力矩对转子临界转速的影响

当转子上的圆盘不是安装在两支承的中点而是偏于一侧时，圆盘将施加于转轴一个惯性力矩，相当于弹性力矩。在一定情况下，它使转轴的变形减小，因而提高了转轴的弹性刚度，即提高了转子的临界角速度。

汽轮机转子采用B方案（图3），可以等效的看作是转子重心更加偏向低压侧，因此，这种方案的确会影响转子的临界转速。

2.组合转子对临界转速的影响

转子系统经常是由多个转子组合而成的，每个转子都有其自身的临界转速，组合成一个多跨转子系统后，整个组合转子系统也有其自身的临界转速。组合转子与单个转子的临界转速间既有区别又有联系，其间存在一定规律。如果各单个转子是由不同制造厂生产，那么当制造厂给出各单个转子的临界转速后，利用这一规律就可以估计组合后转子临界转速的分布情况。目前所改造的汽轮机转子，经计算临界转速为2400r/min。汽轮机和发电机转子采用凸缘式刚性联轴器，连接后高于原系统相应的各阶临界角速度，接近机组的3000r/min工作转速，将会影响机组的安全运行，造成极大的安全隐患。经讨论决定保留中压复速级及压力级轮盘，选择A方案，改造后转子重2770kg，一阶临界转速1801r/min（见图4）。