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存在的主要问题
国产引进型300MW汽轮机是指80年代初引进美国西屋公司技术,分别由上海汽轮机有限公司和哈尔滨汽轮机有限责任公司生产制造的国产300MW机组。截止2001年底,已有100多台机组投入运行。该机组的投运,缩小了我国大型火电机组在设计、制造方面与国际水平的差距。但由于设计、制造、安装、运行与维护等方面的因素,在实际运行中又不同程度地存在一些问题,如高压缸效率比设计值低4~8个百分点;高压缸上、下缸温差大;高中压缸内缸发生变形;回热系统及设备不尽完善,本体及热力系统疏水设计冗余过大,阀门易发生内漏,大量蒸汽短路至凝汽器;辅机选型、配套和运行方式不尽合理,运行单耗大,厂用电率高;冷端系统及设备不完善,凝汽器真空度普遍偏低等。所有这些都影响到机组运行的安全性和经济性,机组供电煤耗率普遍比同类型进口机组高20g/(kW×h)左右。
改进技术措施
针对机组存在的问题,在大、中、小修中,可以采取以下主要技术措施,投入不多的人工及材料,使问题得到彻底解决或者基本解决,机组性能得到明显改善。
完善和改进汽轮机本体结构。通过改进汽轮机本体结构,重点解决正常运行中高压缸上、下缸温差大,汽缸变形、法兰螺栓松驰或断裂、结合面漏汽等问题;
完善和改进汽封结构、合理调整通流中心分径向间隙。根据计算和测量汽缸与转子的变形结果,提出合理的汽封结构和通流中心分径向间隙,改进检修工艺,减少本体内漏损失;
优化和改进疏水系统。取消冗余系统,优化联接方式,使用先进成熟的产品,消除外漏,减少内漏;合理调整配套辅机和回热系统设备性能,根据不同的负荷工况,确定最佳运行方式和控制参数。
改进后技术指标
机组在额定工况下运行时,可以达到以下主要技术指标:
高压缸效率≥84%,汽耗率≤3.2 kg/(kW×h),厂用电率<5%,机组补水率<1.5%,机组运行热耗率≤8300
kJ/(kW×h);
改进和优化辅机运行方式,降低厂用电率。如凝结水泵改进后,凝结水泵单耗相对下降17%,循环水泵经运行优化后,厂用电率可降低0.3%;
机组发电煤耗率(汽泵运行)可达到310g/(kW×h)~315g/(kW×h),机组供电煤耗率可达到325g/(kW×h)~330g/(kW×h),供电煤耗率下降10g/(kW×h)或更多;
高、低压加热器运行水位稳定,上、下端差接近设计值,给水温度提高到约280~282℃;
疏水管可减少1/3,减少不正常疏水量50%左右,正常运行时凝汽器真空明显改善。汽缸上、下缸温差在各种工况下均在40℃以内;
改进运行操作及控制方式,使机组在调峰运行时处于最佳运行工况,提高了机组参与调峰低负荷运行时的经济性和安全性。
应用效果与推广
珠江电厂一、二期工程安装4台哈尔滨汽轮机有限责任公司生产制造的引进型300MW机组。机组投运以来,在设备和系统方面均暴露出一些问题。通过实施设备及系统完善改进和优化运行等技术措施,使汽耗率由3.5kg/(kW×h)降至3.2kg/(kW×h);发电煤耗率降低17g/(kW×h)左右,发电成本下降,电厂效益增加。
珠江电厂1、2号机组经过两次大修改进后,1号机组发电煤耗率平均下降16.79g/(kW×h),高、中压缸效率分别达到84.2%和91.9%;2号机组发电煤耗率平均下降15.59g/(kW×h),高、中压缸效率分别达到84.1%和92.6%;3号机组通过一次大修改进后,机组发电煤耗率平均下降20.37g/(kW×h),高、中压缸效率分别达到84.3%和92.6%;4号机组通过一次大修改进后,机组发电煤耗率平均下降9.99g/(kW×h),高中压缸效率分别达到84.96%和90.86%。4台机组改进后,实际运行工况与按设计系统隔离的试验工况结果相比较,各项经济指标十分接近。
妈湾电厂2号机组经过大修改进后,高压缸效率提高3.5个百分点,凝汽器真空提高3kPa,在5VWO工况下发电煤耗率下降21.8
g/(kW×h)。
汉川电厂4号机组经过大修改进后,凝汽器真空明显提高,达到该厂历史同时间最好水平,机组发电煤耗率由323
g/(kW×h)降为312 g/(kW×h)。
嘉兴电厂1号机组经过大修改进后,2001年7月5日实现一次启动成功。凝结水泵单耗相对下降17.5%,轴封加热器温升下降2℃,高压缸排汽温度比大修前下降4~6℃,高、中压缸效率分别达到83.9%和91.39%(实际效率),发电煤耗率相对大修前下降22.7g/(kW×h)。
本项目为国家电力公司重大科技项目,通过研究,总结和吸收了国内外不同类型机组先进技术和经验,结合不同电厂机组设计、安装、运行等实际情况,针对机组存在的问题,进行设备和系统完善、改进。由于技术路线正确,判断准确,措施得当,方案经济可行,效果显著,受到电厂、设计单位、制造单位的关注。1993年以来,珠江、双辽、鹤岗、西柏坡、曲靖、汉川、大坝、嘉兴等电厂300MW机组,韶关、柳州、胜利等电厂200MW机组,先后采用该技术对设备和系统进行过不同程度的完善改进,均取得了显著节能效果。
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