摘要：近年来，我国的垃圾发电厂建设有了很大进展，垃圾焚烧发电技术也得到了迅速发展，垃圾发电厂呈现出迅猛增长的趋势，但目前的垃圾发电效率比现代火力发电厂低很多。从提高能源利用率的角度出发，有必要对垃圾发电领域的汽轮机通流技术进行升级。文章对某公司新型高效再热垃圾发电汽轮机组的开发设计和应用进行了介绍。
关键词：垃圾发电；再热；高效
引言
中国经济飞速发展促使各个领域的电力消耗逐渐增加，为了能够尽可能满足社会发展对电力能源方面要求，火力发电厂不得不逐步提升生产量。随着国家相继出台了可持续发展战略、节能减排政策等等，为了能够减少对不可再生资源的利用，火力发电厂需要采取更加有效的汽轮机组节能降耗手段，优化运行情况，调整运行状态，选择更加科学、更加有效节能降耗措施，提升汽轮机组运行效率，提高汽轮机组运行经济效益。
1汽轮机组寿命的影响因素
（1）温度变化的影响。频繁的温度由低到高再由高到低的周期性波动，会对汽轮机组的材料强度和交变热应力产生影响。在波动周期长并且波动幅度小的温度变化过程中交变热应力的影响较小，但是仍旧会对材料强度产生很大的影响。同时应该考虑到，机组部件在不同温度下运行，需要将不同温度下的部件寿命统一于等价寿命，来衡量该部件的寿命。（2）蠕变的影响。在高温静载荷长期作用下，蠕变会使得汽轮机部件容易破裂。同时还要对截面受力均匀与否以及调节的蒸汽温度来确定对部件材料发生蠕变断裂时间的影响。汽轮机的汽缸和转子都会受到蠕变的影响，但是随着技术的完善，气缸受到的蠕变影响较小，主要考虑其对转子的寿命损耗。（3）低频疲劳的影响。承受低频疲劳和高频疲劳的部件不同，汽轮机有启动到停机在其整个寿命中承受的交变热应力循环最多为几千次，而旋转部件可能每分钟受到的应力循环就可达到几千次。对于汽轮机特别是调峰机组受到低频疲劳的影响比较大。
2机组总体情况
高压段通流设计了1+14级。调节级效率受部分进汽度、相对叶高、速比等因素的影响，其中部分进汽度对效率的影响更大。本项目采用的调节级在保证叶高的同时，部分进汽度达到了0.659，比常规小功率机组调节级部分进汽度提升幅度较大，级效率提升明显。并且，该调节级在结构上采用成圈设计，应用业绩广泛，成熟稳定，安全可靠。高压压力级按等根径反动式通流设计，采用东汽最新开发的DAPH3高效反动式叶型，其典型特征参数流动系数φ=cm/u、载荷系数ψ=△hstage/（u2/2）、反动度ρh=△hblade/△hsatge均位于Smith图中较为高效的区域。经1D设计评估压力级级段的通流效率比原机型相同焓降段的通流效率要高约4%，对典型级次进行三维计算得到的效率还要略高一些。在结构上，静、动叶均采用预扭成圈连接设计，增加级内叶片整体刚性，使其具有优异的强度振动性能和阻尼特性，安全可靠。低压段通流按冲动式设计，共11级。在叶型使用上，各压力级均选用东汽自主开发设计、已得到运行验证的成熟高效冲动式叶型：静叶采用高度后加载叶型，动叶采用大刚度叶型。本项目的静、动叶绝对叶高和相对叶高（首级动叶Ld/B=33.5/24.48）都得到了较大提升，在一定程度上减小二次流损失所占比重，同时采用较佳的根部速比、t/b，使级效率达到较高水平；选用排汽面积合适的末级叶片，使末级排汽流速位于较佳范围，降低末级排汽损失。总体上，本项目的低压通流效率得到了较大提升，比原机型提升约3%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3发电厂汽轮机组节能降耗措施
3.1注意冷却面的清洁
若是汽轮机组凝汽器的冷却面产生大量污垢，那么凝汽器的冷却管阻力增加，对凝汽器的安全运行、正常运行产生直接影响，因此，需要重视冷却面的清洁，仔细清理，借助酸洗法、干洗法等，若是无法采取一般方法来清洗凝汽器的冷却面污垢，那么可以选择酸洗法，也就是选择浓度控制在5%氨基磺酸溶液，加入氢氟酸、铜还释剂以及酸缓释，将清洗水温控制在40摄氏度，保证水流速度合理，采取循环冲刷的方式，根据清洁度测定的标准，对酸度大小进行科学控制，借助高位冷却塔谁实现反向冲刷操作，同时将除氧器热水光主导凝汽器中，借助风机对冷却管内部加热吹干，促使冷却面的污垢硬化，借助冷水进行反复冲洗，这样能够有效去除冷却面的污垢。若是凝汽器的冷却面存在污垢，那么凝汽器的运行参数会产生异常。若是在冷却面的初期产生污垢，那么可以借助干洗法仔细清洗凝汽器的冷却面。
3.2汽轮机转子的管理
从提高汽轮机转子利用率的方面考虑，当转子局部有轻度的塑性变形可以继续使用，但是要在运行中密切关注与控制，否则材料在经历载荷的较大变动之后转子的损伤积累加快，使得部件容易进入断裂危险期。所以，在运行过程中对转子损耗有效评估以及寿命的准确计算是必不可少的，只有在对此保证的基础上，电力企业才能够安全稳定的运营。当然在理论转子寿命进入断裂危险期之前，由于制造或者使用上的原因也会有断裂的可能，而定期检修能够有效降低该状况的出现。为了防止转子内在或外界因素影响导致的提前到使用期限，而造成的设备损害以及生产损失，在对转子的寿命管理中可以采用检测和计算这两种方法。检测是指对转子的材料性能进行基本掌握，进而根据材料受到如磨损、氧化等因素影响产生的物理或者化学性能的变化，来评定转子的寿命期限并对可能出现的断裂风险进行提前防范。计算是指采用比较先进的仪器对转子材料的使用程度或者受损程度进行测量，再将测量结果进行有效计算，从而最终得出转子寿命的具体值。
3.3提升汽轮机组的给水温度
若是汽轮机组的给水温度较低，不仅提高锅炉燃料的燃烧量，还使得锅炉的排烟量温度提高，出现大量热能损失，锅炉的生产效率随之下降，为了能够减少汽轮机组的能耗，需要重点关注给水温度。关注检漏操作。在加热管铜管检查过程中，需要对水室隔板与高加筒体密封性进行重点检查，特别需要关注水室隔板漏点情况，若是水室隔板的加工焊接质量并不是非常理想，那么容易产生漏点，高压给水则有利于促进水与蒸汽间热量交换，能够有效控制给水温度快速提升。若是受热面筒体密封性比较差，那么可能造成蒸汽阻塞，给水热量会大大减少。保证加热器水位正常有利于保证回热系统运行的稳定性，若是凝汽器的水位相对较高，那么凝结水往往产生冷却变化，这就使得汽轮机组的冷源产生较大损失。保证高加投入率。
结语
综上所述，采用最先进的反动式和冲动式通流相结合的技术全新开发的25MW单缸、高转速一次再热垃圾发电汽轮机。在运行期间，各项技术指标优良，经济性较原有机型有了明显的提升。标志着东汽在我国的垃圾发电汽轮机领域取得了重大技术突破，巩固了东汽在中小型再热汽轮机市场的技术优势和领跑地位。
参考文献：
[1]中国动力工程学会.火力发电设备技术手册：第二卷：汽轮机[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2]张立建，陈倪，董真.反动加冲动式设计在单缸IGCC机组中的应用分析[J].热力透平，2011，40（4）：253-257.
[3]李延凯.火力发电厂汽轮机组的节能降耗方法论述[J].科技风，2018，368（36）：232.
论文作者:王永飞1,南国强2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：机组论文; 汽轮论文; 转子论文; 凝汽器论文; 汽轮机论文; 通流论文; 寿命论文; 《基层建设》2019年第27期论文;