汽轮机节能技术改造分解优秀PPT.ppt

汽轮机节能改造技术 华电国际技术服务中心宗绪东2015.8节能技术改造的目的、类型及留意事项目的节能技术改造是火电厂接受先进的新技术、新工艺、新设备、新材料等对汽轮机原有系统、设备进行优化改造，从而达到降低能耗和成本，提高经济效益的目的。类型按投资额的不同分为小型技改、大型技改两类。留意事项要结合发电厂设备的实际运行状况。技改应保证设备的运行牢靠性和平安性为原则。对新技术、新工艺、新设备的应用状况要进行充分调研，技改方案要进行论证。投资回收期一般不超过3年。汽轮机本体系统节能技术改造 亚临界机组提参数改造亚临界机组提参数改造锅锅炉炉提提升升参参数数改改造造，通通过过将将亚亚临临界界机机组组主主蒸蒸汽汽及及再再热热蒸蒸汽汽提提高高到到超超临临界界机机组组水水平平（566566），其其中中锅锅炉炉需需调调整整各各级级受受热热面面并并优优化化布布置置，汽汽轮轮机机实实施施通通流流改改造造与与增增容容改改造造，发发电电机机配配套套实实施施增增容容改改造造，主主要要是是锅锅炉侧进行配套改造。炉侧进行配套改造。改改造造后后汽汽轮轮机机热热耗耗下下降降300kJ/kWh300kJ/kWh以以上上。邹邹县县电电厂厂、十十里里泉泉电电厂厂330MW330MW机机组已经启动该项目。组已经启动该项目。汽轮机通流部分增容改造汽轮机通流部分增容改造 接接受受全全三三维维气气动动优优化化设设计计技技术术流流畅畅设设计计，静静叶叶接接受受后后加加载载叶叶型型、复复合合弯弯扭扭叶叶片片，动动叶叶沿沿叶叶高高反反扭扭，优优化化参参数数沿沿叶叶高高的的分分布布，大大幅幅减减小小径径向向和和端端部部二二次次流流损损失失，型型线线速速度度分分布布合合理理，分分别别现现象象被被有有效效抑抑制制，激激波波损损失失小小；接接受受新新型型汽汽封封（布布莱莱登登、刷刷式式汽汽封封等等），降降低低汽汽封封漏漏汽汽损损失失；提提高高末末级级根根部部反反动动度度，利利于于变变工工况况运运行行，提提高高机机组组低低负负荷荷工工况况运运行行的的稳稳定定性性和和经经济济性性，改改善善机机组组调调峰峰性性能能；末末级级叶叶片片接接受先进的自带围带自锁结构，提高叶片平安牢靠性。受先进的自带围带自锁结构，提高叶片平安牢靠性。改改造造后后汽汽轮轮机机热热耗耗降降低低300kJ/kWh300kJ/kWh以以上上，目目前前华华电电国国际际机机组组已已基基本本改改造造完完毕。毕。汽轮机本体系统节能技术改造 喷嘴组优化改造喷嘴组优化改造优优化化喷喷嘴嘴组组静静叶叶及及子子午午面面收收缩缩型型线线；完完善善调调整整级级密密封封结结构构，缩缩小小汽汽封封间间隙隙；合合理理缩缩小小喷喷嘴嘴组组通通流流面面积积；改改进进喷喷嘴嘴组组汽汽道道加加工工工工艺艺，提提高高加加工工精精度度；接接受受定定制制式式设设计计技技术术，改改进进喷喷嘴嘴组组的的装装配配工工艺艺，确确保保调调整整级级动动静静叶叶片片匹匹配配良良好好。如如上上汽汽厂厂H156H156型型300MW300MW机机组组，高高调调门门通通流流面面积积应应是是喷喷嘴嘴通通流板面积的流板面积的2.22.2倍倍 ，比值过小则导致调门节流损失增大。，比值过小则导致调门节流损失增大。目的：低负荷提高主蒸汽的压力，并提高高压缸效率。目的：低负荷提高主蒸汽的压力，并提高高压缸效率。主汽门滤网优化改造主汽门滤网优化改造 主主汽汽门门滤滤网网全全部部孔孔径径面面积积应应大大于于主主汽汽门门喉喉部部面面积积的的4.1854.185倍，否则将造成主汽门的压损增大。倍，否则将造成主汽门的压损增大。汽轮机本体系统节能技术改造 高调门调整方式优化改造喷嘴配汽限制机组，在满足AGC要求下合理设置阀门重叠度，进行定滑压运行优化试验，并进行真空修正。复合配汽机组应改为依次阀限制。节流配汽机组应进行优化，保持高调门45%-55%运行或高调门全开。目前有的机组调门大部分负荷段高调门开度在30%左右，不仅造成高调门后压力降低，循环热效率降低，而且还导致高压缸效率大幅度下降。600MW以上机组可进行凝合水调频和补气阀联合优化试验；可结合0号高加改造，运行中结合高加进汽量调整，可以保持高调门全开，补气阀始终关闭。阿斯彭气凝胶保温改造汽轮机中学压缸缸体、主再热蒸汽温度保温易超限。新型保温材料阿期彭超临界气凝胶保温毯优点：优异的隔热效果和防火性能：隔热效果是传统隔热材料的25 倍，20mm的保温层在1100燃烧1.5小时不会造成保温结构损坏。适用于中学压缸本体及主再热蒸汽管道。华能河北邯峰电厂中压缸保温运用两年后，缸体保温外表温度40。优良的憎水性和防腐性：阿斯彭超临界气凝胶保温毯的纳米特性带来的防水优势可有效应对潮湿环境、间歇操作流程及蒸汽管线设备，有效地预防管线、设备的腐蚀。良好的机械性能：阿斯彭超临界气凝胶保温毯能够承受更高压力的冲击。施工便利：阿斯彭超临界气凝胶保温毯密度低，简洁裁剪、安装。可重复运用，寿命达20年。汽轮机回热系统节能技术改造 外置式蒸汽冷却器优化改造 600MW及以上容量机组可增设外置式蒸汽冷却器（已投产机组改造应进行热平衡核算），利用三段抽汽的过热度，加热1号高加出口的部分给水，可提高给水温度3以上，并削减蒸汽的不行逆损失。0号高压加热器改造 上汽西门子600MW及以上机组，设计带有补汽阀，可接受外三阅历，进行增加0号高加改造，汽源从补汽阀前接出，为可调抽汽。该技术是对传统的给水回热技术的拓展，通过增加调整式高压抽汽，维持低负荷下的给水温度尽可能不降低或削减降幅，提高经济性，大大削减了低负荷下锅炉省煤器出口烟温的降幅，能够彻底解决脱硝系统在低负荷下必需退出的问题；0号高加抽汽调整阀具有快速变更高压抽汽的实力，能显著改善机组的调频响应特性；另外低负荷下汽轮机抽汽量的增加还能提高机组的运行效率。东汽、哈汽等机组改造，需在高压缸开孔抽汽。汽轮机回热系统节能技术改造 疏水系统低加疏水泵优化改造疏水系统低加疏水泵优化改造300MW300MW机机组组普普遍遍存存在在6 6号号、7 7号号低低加加疏疏水水不不畅畅通通现现象象，运运行行中中接接受受降降低低接接入入低低加加疏疏水水高高度度，取取消消调调整整门门前前后后截截门门并并增增加加旁旁路路管管道道等等方方案案能能有有改改善善，但但不不能能从从根根本本解解决决。增增加加变变频频疏疏水水泵泵后后可可以以彻彻底底解解决决疏疏水水不不畅畅问问题题，而而且且热热量量回回收收，提提高高经济性（耗电率基本无变更）经济性（耗电率基本无变更）600MW600MW及及以以上上机机组组设设计计应应增增加加疏疏水水泵泵方方案案，约约可可降降低低10kJ/kW.h10kJ/kW.h。轴封溢流接入位置改造轴封溢流接入位置改造很很多多机机组组轴轴封封溢溢流流接接入入凝凝汽汽器器，仅仅回回收收工工质质，未未回回收收热热量量，而而且造成凝汽器热负荷增加。且造成凝汽器热负荷增加。应将轴封溢流改至应将轴封溢流改至7 7号低压加热器。号低压加热器。汽轮机回热系统节能技术改造 凝合水系统优化改造凝合水供汽动给水泵密封水优化改造凝合水供冷渣器冷却水改造 汽轮机回热系统节能技术改造 过热器减温水接入位置改造过热器减温水接入位置改造很很多多机机组组过过热热器器减减温温水水从从给给水水泵泵出出口口接接入入，其其影影响响能能耗耗原原理理与高加旁路泄漏基本相同。与高加旁路泄漏基本相同。将过热器减温水接入位置改至省煤器给水入口。将过热器减温水接入位置改至省煤器给水入口。除氧器排汽回收改造除氧器排汽回收改造 汽轮机冷端系统节能技术改造 高效真空泵系统改造国内电厂配置水环式真空泵存在问题：效率低，功耗大；极限真空和抽吸实力受工作水温影响较大，会影响凝汽器真空；汽蚀现象不行避开。改造后可降低耗功80%左右，600MW及以上容量机组凝汽器真空提高约0.2kPa，彻底解决真空泵汽蚀问题。改造方案：增加一套（两套）罗茨泵+小容量水环式真空泵系统。汽轮机冷端系统节能技术改造 高效真空泵运行提高真空原理图 汽轮机冷端系统节能技术改造 凹凸背压凝汽器抽空气连接方式改造凹凸背压凝汽器抽空气连接方式改造上上汽汽西西门门子子600MW600MW及及以以上上等等级级机机组组因因凝凝汽汽器器结结构构不不同同，设设计计串联运行能够维持凹凸背压差压在正常范围不必改造。串联运行能够维持凹凸背压差压在正常范围不必改造。东东汽汽、哈哈汽汽600MW600MW及及以以上上等等级级机机组组设设计计为为串串联联抽抽空空气气的的应应改改为并联（可结合高效真空泵组改造）。为并联（可结合高效真空泵组改造）。汽轮机冷端系统节能技术改造 循环水泵变频及冷端优化改造循环水泵变频及冷端优化改造目目前前火火电电厂厂机机组组配配置置循循环环水水泵泵多多为为凹凹凸凸速速调调整整，接接受受人人工工启启、停停循循环环水水泵泵或或进进行行高高、低低速速切切换换来来进进行行冷冷却却水水量量调调整整，这这种种调调整整方方式式无无法法实实现现实实时时、精精确确的的调调整整，人人为为操操作作存存在不确定性，大大限制了循环水泵节能运行效果。在不确定性，大大限制了循环水泵节能运行效果。将将一一台台循循环环水水泵泵改改为为变变频频限限制制，以以最最经经济济真真空空为为限限制制目目标标，实时调整循环水流量。实时调整循环水流量。汽轮机冷端系统节能技术改造 冷却塔节能旋转式喷溅装置改造冷却塔节能旋转式喷溅装置改造反反映映喷喷溅溅装装置置性性能能指指标标有有：泄泄流流实实力力、喷喷溅溅范范围围、淋淋水水匀匀整整性性。目目前前火火电电厂厂冷冷却却塔塔喷喷溅溅装装置置大大多多配配置置反反射射型型，易易堵堵塞、掉头，工作效果较差。塞、掉头，工作效果较差。将将现现有有喷喷溅溅装装置置改改为为节节能能旋旋转转式式喷喷溅溅装装置置（已已列列入入国国家家节节能能技技术术推推广广书书目目），可可降降低低出出塔塔水水温温1.51.5以以上上，提提高高凝凝汽汽器真空器真空0.5kPa0.5kPa以上。以上。汽轮机冷端系统节能技术改造 胶球清洗装置改造传统胶球清洗装置缺点：一次投球率较低；收球效果不能保证；对凝汽器管束中间区域清洗效果较好，两侧涡流区清洗效果较差。将现有喷溅装置改为CQM胶球清洗装置，一次投球5000个以上，清洗效果较好。汽轮机冷端系统节能技术改造汽轮机低压排汽通道优化改造降低汽轮机排汽压力是电厂提高机组经济性、实现节能减排的最干脆、最有效的方法之一。除在运行中提高凝汽器真空以降低排汽压力外，通过排汽通道优化、促使汽轮机排汽在进入凝汽器冷却管束时的流场分布尽量合理，可充分发挥凝汽器冷却管的有效换热面积、增加凝汽器实际总体换热系数，最终达到降低排汽压力、提高机组运行经济性的目的。凝汽器冷却管汽侧换热系数随汽流速度上升而上升，并在汽流速度为404050m/s50m/s时达到最高，汽流速度接着上升，汽侧换热系数将不再变更，同时汽阻必定增加。同理，若凝汽器冷却管束入口蒸汽流场有较大的低速区甚至是漩涡区存在，那么该区域的换热系数必定偏小。也就是说，冷却管汽侧汽流速度过高，不会提高换热系数，反而增加汽阻；冷却管汽侧汽流速度过低（甚至为漩涡），该区域换热系数必定降低。上述两种状况都不利于凝汽器性能的提高。若实行措施将高速汽流（速度高于50m/s50m/s）区的部分蒸汽安排到上述低速区（相当于“削峰填谷”），不仅降低高速区的汽阻，又可以提高原低速区管束换热系数，从而实现凝汽器的总体传热系数和换热效果的改善，最终达到降低排汽压力，提高机组经济性的目的。凝汽器喉部布置的抽汽管道、7#7#和8#8#低加、众多支撑管以及小机排汽等可能对主机排汽流场产生不良影响，进而导致汽轮机排汽在凝汽器冷却管束的分布不尽合理，在确定程度上制约了凝汽器的冷却效果，针对汽轮机排汽通道进行有限元分析，制定相应的优化方案，变更汽流进入凝汽器冷却管束的流场，以提高凝汽器的换热性能。除在运行中提高凝汽器真空以降低排汽压力外，通过排汽通道优化、促使汽轮机排汽在进入凝汽器冷却管束时的流场分布尽量合理，可充分发挥凝汽器冷却管的有效换热面积、增加凝汽器实际总体换热系数，最终达到降低排汽压力、提高机组运行经济性的目的。汽轮机冷端系统节能技术改造 冷却塔两机一塔改造目前火电机组利用小时数较低，机组备用时间延长，再考虑机组大小修等因素，冷却塔闲置时间较多。将两台凉水塔水池通过暗渠连接，两台机组凉水塔上水管路连接起来。在一台机组停运时，可以充分利用备用凉水塔的资源，约增大一倍的凉水塔面积，有效的降低出塔水温。汽轮机冷端系统节能技术改造 空冷机组加装尖峰冷却器改造空冷机组夏季运行背压高，机组带负荷困难，经济性降低。在有稳定水源的条件下，可加装尖峰冷却器，分流一部分汽轮机排汽，降低凝汽器背压。冷却水有开式水冷却和闭式机力通风塔两种冷却方式。空冷机组加装雾化喷淋装置改造空冷机组夏季运行背压高，机组带负荷困难，经济性降低。利用除盐水向空冷岛内部翅片喷淋，可以降低背压，改善带负荷实力。汽轮机冷端系统节能技术改造空冷岛接受冬季防冻监控系统空冷岛接受冬季防冻监控系统针对干脆空冷系统在冬季出现的防冻问题，以数学模型针对干脆空冷系统在冬季出现的防冻问题，以数学模型为基础，以基管内壁平均温度与过冷度为推断基准，精为基础，以基管内壁平均温度与过冷度为推断基准，精确计算出空冷岛结冰时对应的机组背压，编制出空冷防确计算出空冷岛结冰时对应的机组背压，编制出空冷防冻及背压优化运行指导系统，该系统在保证机组空冷系冻及背压优化运行指导系统，该系统在保证机组空冷系统不结冰的状况下，可使机组运行背压降低统不结冰的状况下，可使机组运行背压降低1KPa1KPa左右，左右，项目具有较高的经济效益。项目具有较高的经济效益。空冷三角形散热器加装导流板空冷三角形散热器加装导流板由于空冷风机的出口流速为旋转的切向流淌，所以导致由于空冷风机的出口流速为旋转的切向流淌，所以导致进入三角形散热面的冷却风流速很不匀整，局部处于旋进入三角形散热面的冷却风流速很不匀整，局部处于旋转涡动中，使换热效果严峻恶化，所以增加导流板引导转涡动中，使换热效果严峻恶化，所以增加导流板引导风的动能合理利用，使整个换热面的流场分布匀整，换风的动能合理利用，使整个换热面的流场分布匀整，换热匀整性和换热实力提高，一般可以使汽轮机的排汽温热匀整性和换热实力提高，一般可以使汽轮机的排汽温度下降度下降1.41.4，真空提高，真空提高1.6kPa1.6kPa。汽轮机供热系统节能技术改造机组（空冷、湿冷）高背压双转子供热改造新加工一个低压缸转子（2*4级），冬季供热前更换。可以提凹凸压缸排汽温度至80，不足则由汽轮机抽汽供热网加热器补充加热。供热初期采暖用量小，高背压运行机组带负荷实力下降，经济性降低。另外机组背压高、负荷低时蒸汽容积流量过小会导致低压缸叶片应力集聚上升，长时间会导致叶片裂纹甚至断裂。在改造时可对凝汽器进行改造，一部分冷却水保持原循环至冷却塔，并增加平安、经济监控软件：机组发电效益为正或背压高威逼机组平安运行时，该路冷却水接通。小型机组低真空循环水供热 小型机组（50MW及以下）可以干脆接受低真空循环水供热。目前国内已有125MW机组成功实施。该技术适用于一级管网。低真空循环水供热也要留意容积流量过小导致低压缸叶片应力急剧上升问题。汽轮机供热系统节能技术改造热网循环水泵背压机驱动改造热网循环水泵背压机驱动改造热网循环水泵接受背压机驱动，热网循环水泵接受背压机驱动，300MW300MW机组汽源接受中压缸排汽，背压机机组汽源接受中压缸排汽，背压机排汽接入热网加热器，可以降低厂用电率。排汽接入热网加热器，可以降低厂用电率。降低工业用汽（采暖用汽）节流损失技术改造降低工业用汽（采暖用汽）节流损失技术改造汽轮机工业抽汽与用户用汽参数不匹配，接受减温减压的方法，汽轮机汽轮机工业抽汽与用户用汽参数不匹配，接受减温减压的方法，汽轮机抽汽（抽汽（300MW300MW机组中排）压力过高，与热网加热器进汽参数不匹配，机组中排）压力过高，与热网加热器进汽参数不匹配，须要节流进汽门。以上均会导致蒸汽的节流损失增加，经济性降低。须要节流进汽门。以上均会导致蒸汽的节流损失增加，经济性降低。将抽汽驱动发电机发电，或与电动机同轴驱动动力设备的方法。将抽汽驱动发电机发电，或与电动机同轴驱动动力设备的方法。汽轮机泵组系统节能技术改造电动给水泵变频改造电动给水泵变频改造300MW300MW以下等级湿冷机组及以下等级湿冷机组及600MW600MW及以下等级空冷机组均配置电动给水泵，及以下等级空冷机组均配置电动给水泵，接受液力偶合器调整，由于存在滑差损失以及低负荷时接受节流勺接受液力偶合器调整，由于存在滑差损失以及低负荷时接受节流勺管开度方式调整，耗电率偏高。管开度方式调整，耗电率偏高。对电动给水泵进行变频改造，可降低厂用电率对电动给水泵进行变频改造，可降低厂用电率0.50.5个百分点以上。个百分点以上。开式水泵系统优化改造开式水泵系统优化改造闭式水泵永磁调速改造闭式水泵永磁调速改造目前机组闭式水泵配置容量较大，运行中需节流各冷却器冷却水门，造目前机组闭式水泵配置容量较大，运行中需节流各冷却器冷却水门，造成闭式水泵耗电率上升。成闭式水泵耗电率上升。对一台闭式水泵进行永磁调速改造，可降低闭式水泵耗电率对一台闭式水泵进行永磁调速改造，可降低闭式水泵耗电率25%25%及以上。及以上。THE END感谢！感谢！