一、立项背景

中安联合煤化有限责任公司是中国石化与安徽省合资的大型煤化工项目。该公司总投资额267亿元，其中煤化工项目投资202亿元。产能为煤制170万吨/年甲醇及35万吨/年线性低密度聚乙烯、35万吨/年聚丙烯，配套煤炭资源8.56亿吨，建设400万吨/年煤矿。该项目是中国石化煤化工业务标志性项目之一，将推动安徽省实现从煤炭燃料到化工原料的巨大飞跃，拓展中国石化煤化工业务的深度和广度，同时也为地方经济转型发展注入新的活力。该公司自2018年8月试车，已于2019年7月打通全流程并正式投产，目前已实现满负荷高效运行。

该公司3台汽轮发电机组作为试车和为生产提供电力、动力（蒸汽）保障的“龙头”机组，最先于2018年11月开始试车。汽轮机为国产高温、高压、单缸、两级调整抽汽、双抽凝汽式供热汽轮机组，额定功率50MW。开始试车后，相继出现2#轴承振动大且不稳定、汽轮机负胀差超报警值等运行技术难题，机组40%负荷下不能维持运行，多次跳车。不仅不能提供下游单元不同品质等级蒸汽，而且电力需要从外网下电提供，整个工厂运行可靠性、经济性和项目投资回报受到严峻挑战。此时，攻关解决机组存在的运行问题，成为该公司能否顺利投产及取得利润的生死攸关的问题。

二、内涵和主要做法

（一）开展联合攻关，研究机理，正本清源

针对机组存在的问题，公司组织EPC单位中国联合、制造厂商南京汽轮机厂和调试单位南京泰润展开联合技术攻关。先后查阅相关资料文献50余篇，复核机组载荷和热力等相关设计数据300余组，现场测量不同工况及试验结果下机组间隙数据100余组，记录机组运行相关参数200余组，并进行分析计算等深入研究。在此基础上，于15日内先后组织3次试验性试车验证，并判定管路系统额外盲板力作用和刚度不足导致后汽缸与座板接触刚度不足，及主蒸汽注入及背压不稳定等造成汽轮机热不平衡是机组存在问题的根本原因。

（二）整合技术资源，制定解决方案

在充分研究的基础上，公司整合设计、施工、制造厂方和调试，调集中石化茂名石化、宁夏能化、镇海炼化和巴陵石化多家企业专家资源，在中石化化工事业部指导下，经过攻关、反复验证，最终明确了消除汽轮机接触刚度下降和热不平衡的改造方案。

（三）落实方案实施，高质量完成改造

在形成改造方案后，公司组织专业检修队伍，高质量完成改造。

1. 局部精准改动，消除额外盲板力作用

一是局部改动，精准补偿应力，使额外盲板力得到有效补偿而不再作用于汽轮机上；二是改变循环水管系刚性支撑结构及型式，用以补偿水流方向热膨胀和轴向位移。

2. 补强凝汽器及附属设施，消除薄弱部位

在保证应力释放有裕量的前提下，通过60处补强将凝汽器单元和整个机组基础形成刚性整体，从而增加整体刚度，消除薄弱部位。

3. 改造高压端轴封系统，消除背压蒸汽反窜

考虑到热电联产机组会受下游返汽影响，并可能由此造成轴封系统背压不稳定，并进而加剧汽轮机热不平衡。故对高压端轴封系统进行改造，将高压端1~3档轴封漏汽分别引至背压稳定泄放单元，消除背压蒸汽反窜。

4.创新控制模式，消除热不平衡

在中石化专家指导下，公司从蒸汽分配及走向上消除机组边界条件对机组运行稳定性的干扰的同时，创新开车及运行控制方式，并设计出控制程序，降低蒸汽节流损耗和蒸汽对下汽缸的过度加热而引发的热不平衡，并一次性取得成功。

三、实施效果

经过以上改进，效果显著：

（一）运行参数平稳

3台机组运行效果明显，2#轴承振动值由在40%负荷下高达210μm且大幅波动的失稳工况，改善为在100%负荷下低至65μm以下平稳运行。汽轮机负胀差由在40%负荷下即超标运行的状态，改善为100%负荷下胀差在±1mm之间平稳运行的良好状态。

（二）带负荷能力达标

3台机组带发电负荷能力由最高40%且大幅波动的状态，彻底改观为稳定维持在满负荷100%，即50MW工况长周期运行。机组供热能力由无法稳定供热的状况，彻底扭转为可满负荷供热，实现了蒸汽能级利用的最优化。

（三）高效运行创效益

3台机组的高效稳定运行，单日可多发电216万千瓦时，单日创效49.68万元（此为下网电改自发电并去掉发电成本后的效益）。多发电每年可创经济效益超1.8亿元（按每年运行365天计算），少用下网电产生的环保效益相当于节约火力发电厂标准煤22.86万吨/年。同时，机组供热能力的达标投运为公司不同等级蒸汽供热管网的建立和高效运行提供了可靠保障。

与此同时，公司根据机组本次改造的情况，制定了各台机组的个性化安装标准，为指导后期机组高质量检修打下坚实的基础，也为同类型50MW供热机组类似问题的解决提供了借鉴参考样本。

3台机组改造后的高效运行，为公司试车铺平了道路，公司于2019年7月顺利打通全流程并投入正式生产，并于当年提前完成了双聚产品的年度生产任务，实现产值约15亿元。实现公司“开门红”的同时，也为淮南乃至安徽的产业升级做出了重要贡献。

四、可推广范围

对炼油、化工和煤化工企业50MW抽凝式供热发电机组接触刚度和热平衡问题处理具有参考意义。