浅析335 MW机组低压缸切缸改造

张俊锋

(华电章丘发电有限公司，山东 济南 250216)

1 机组概况

华电章丘发电有限公司3号汽轮机组为上海汽轮机有限公司生产的抽汽凝汽式热电联产机组。机型为C315/305-16.67/0.5/538/538亚临界、单轴、一次中间再热、双缸双排汽、抽汽凝汽式汽轮机，后增容为335 MW机组，额定抽汽量330 t/h，最大抽汽量为500 t/h，抽汽参数为0.5/267。锅炉为SG-1025/17.50-M885型亚临界一次再热控制循环汽包炉。

2 项目论证

汽轮机冷端热损失约占电厂总热效率的50 %，这部分能量通过冷水塔散失，热电联产技术旨在减少热损失，或利用冷端热损失提高能源综合利用率。

目前国内应用广泛的可回收利用冷端热损失的技术主要有热泵技术、高背压供热技术、光轴供热技术以及凝抽背供热技术。

2.1 方案比选

基于国内目前广泛应用的供热改造技术做如下比较，具体如表1所示。

根据表1中初步比较，可以排除双转子互换供热技术以及光轴改造技术，这两种技术制作加工周期长，投资较大。凝抽背供热技术目前在国内属于比较前沿的技术，各大发电集团均在积极开展研究及工程实施。根据国内目前所有已经改造完成机组的实际运行反馈情况，新型凝抽背供热改造技术为实现国产机组切除低压缸进汽灵活性改造的唯一解决途径。

表1 供热改造技术对比

2.2 方案设计

(1) 中低压缸联通管供热抽汽蝶阀更换。根据汽轮机供热工况下运行方式要求，更换原中低压缸联通管供热蝶阀，新蝶阀需要满足关到零位、全密封、无泄漏的要求。

(2) 增加低压缸冷却蒸汽管道系统。为防止汽缸漏气滞留，鼓风超温，降低缸温防止超温膨胀发生胀差超限、不平衡振动以及密封性能降低等危险，需要采用其他方式为低压缸提供冷却蒸汽。通过分析低压缸整体结构得知，其进汽只有连通管处可以实现，确定低压缸进汽将依然利用中低压缸连通管进入，只是需要在连通管上适当位置开孔。

旁路汽源温度不宜高，由分析可知，温度太高则起不到冷却效果，因此推荐采用机组中压缸的排汽作为冷却汽源，从中压排汽管道上抽出适量冷却蒸汽进入低压缸，带走缸内鼓风热。在中低压缸连通管抽汽蝶阀阀前开孔引出DN 250旁路管，旁路管上串联设置高精度流量计和流量控制调节阀，之后再引至连通管后方低压缸进汽口上方位置。

(3) 汽缸喷水减温系统改造。切缸改造最大的危险点在于低压缸末级、次末级叶片因没有流动进汽量而造成的鼓风叶片超温。因此对低压缸喷水进行改造，将原喷水减温管道扩容，以满足切缸后的排汽冷却需要。

(4) 低压缸末两级加装温度测点。为避免低压缸末两级叶片因鼓风造成超温，在低压缸末两级加装孔板流量计，旁路减温减压器的减温水引自本机凝杂水母管，在低压缸末级、次末级动叶之后装设温度测点，检测低压最容易超温的末级和次末级叶片温度，保证机组运行安全。

3 改造效果

针对新型凝抽背改造后机组进行试验，试验的主要内容为。

(1) 低压缸切换灵活性试验。

(2) 低压缸“空转”运行稳定性试验。

3.1 试验项目

以5 %阀位间隔关小低压缸进汽调节门。切除低压缸进汽，低压缸冷却蒸汽流量控制在6 t/h左右，低压缸进汽温度控制在150 ℃左右，实时观察次末级温度(不可超过150 ℃)，低压胀差控制目标值为6～8 mm，机组各项指标在安全运行范围内连续切缸运行168 h。切换试验实现机组切换灵活性，调整低压缸进汽温度/压力/流量实现机组切缸运行稳定性。

3.2 低压缸切除灵活性试验

当热网负荷增加，从汽轮机中压缸排汽至热网的抽汽量不断增加，中压缸排汽到低压缸的进汽量逐渐减小。当低压缸进汽量减小到低压缸最小冷却流量时开始切缸试验，此运行工况点即为汽轮机进行切缸试验开始的临界点。

(1) 首先实施机组从纯凝工况到抽汽供热工况的转换，并稳定运行足够长时间，使冷却蒸汽系统处于全开状态。

(2) 控制锅炉主蒸发量维持在500 t/h，低压缸进汽调节门CV关至20 %，开始进行切缸试验。切除机组6号低加汽侧。当低压缸进汽调节门阀位关到20 %时，按下背压投入按钮。

(3) 监视各抽汽段压力、轴瓦振动、轴向位移、胀差、汽缸膨胀等参数变化趋势。观察除氧器水位和凝汽器水位变化趋势，调整凝结水泵出口再循环门并变频调节凝结水泵。凝杂水至低压缸喷水调门投入自动运行，温度设定值45 ℃。

3.3 试验结果

(1) 切除低压缸运行的最低、最大出力。机组切缸运行的最低试验负荷为102.39 MW，此工况下机组进汽量为552.83 t/h，达到锅炉额定蒸发量1 025 t/h的53.9 %，稍大于纯凝最低稳燃工况下的锅炉热负荷。机组切缸运行时的最大试验负荷为210.02 MW，此时计算的锅炉蒸发量为1 095.15 t/h，已经超过锅炉的额定蒸发量。

(2) 机组最大抽汽能力。机组改造后，在带工业抽汽的同时，在切缸运行最大试验负荷210.02 MW工况下，机组最大抽汽量为640 t/h，比设计最大抽汽量500 t/h提高了140 t/h，机组采暖供热量为476.2 MW，超过设计值463.35 MW。新增供热面积250万m2。

4 结论

对于供热能力来说，机组最大抽汽量增加了140 t/h，提高了公司供热能力。对于机组调峰能力以及供热灵活性调整能力来说，低压缸切缸技术的投入，增加机组调节灵活性，可以更好适应现货服务市场。