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300MW直接空冷循环流化床机组汽轮机通流部分节能改造

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成果主要完成人

程荣新、高利俊、高文萍、王 亮、杨洪亮、潘立斌、董新志、刘石磊

项目概况

2010年辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司(以下简称:煤矸石发电公司)建设投产两台 300MW纯凝机组。运行十余年后,经对汽轮机实际运行状况及性能诊断试验分析,认为机组运行经济性较差,主要原因是汽轮机通流部分效率低、实际运行工况严重偏离机组经济工况点。同时对机组热力系统存在的不足进行消缺完善,整体提升其在行业内同类型机组的竞争能力。 2021年,对300MW直接空冷循环流化床机组汽轮机通流部分进行了节能改造,通过先进的流场设计理念、完善的气动分析技术、强大的有限元分析技术、先进的三维结构设计技术的运用,对亚临界300MW等级机组进行了全方位的技术升级,能够有效降低机组煤耗,提高企业的经济效益。技术方案采用高、中、低压缸全面通流改造,以充分挖掘机组节能潜力并尽可能的利用现有设备,解决了高中压通流级数偏少、缸效率不佳等问题,结合国内相似汽轮机通流改造实施经验,提高机组效率,使机组的热耗、效率达到同类机组的先进水平,并进一步提高机组的安全可靠性。该成果在汽轮机改造中进行应用,取得了良好的经济、环保效益,在节能减排及工业抽汽等方面具有推广价值。 该系列机型的母型设计完成于上世纪80-90年代,受设计手段和工具的限制,其气动热力设计水平现在看来已比较落后,设计不准确,其高中压缸效率明显低于设计值。本次节能改造主要结合通流效率低,热耗高,汽轮机的各段抽汽压力、温度偏离设计值等问题,从汽轮机设计特点及国内运行的实际情况分析,影响该型汽轮机组经济性的因素主要有:高、中压通流级数偏少,各级焓降分配不尽合理;静叶、动叶气动性能不佳;部分汽封结构形式落后,动、静间隙偏大,泄漏损失大;高压部分调节级与高压压力级蒸汽流向相反,汽流折转造成气动损失等。对原汽轮机高中压缸内部分开布置形式,改为高中压合缸;对原低压内缸分缸布置形式,改为一体式蜗壳进汽;对原汽轮机高中、低压缸内部汽封间隙改为小间隙汽封,同时消除机组存在的安全性缺陷,减少运行维修成本。 300MW直接空冷循环流化床机组汽轮机通流部分节能改造,采用高、中、低压缸全面通流改造方案,以充分挖掘机组节能潜力并尽可能的利用现有设备,解决了高中压通流级数偏少、缸效率不佳等问题,提高机组效率,使机组的热耗、效率达到同类机组的先进水平,并进一步提高机组的安全可靠性。