摘要：新型低压缸切除供热技术，是一种区别于加装有3S离合器的供热技术的新型切除低压缸进汽、高中压缸实现背压运行的供热技术。低压缸不进汽以后，高中压缸背压运行，低压缸在高真空条件下“空转”运行。在切除低压缸进汽以后再引入一小股冷却汽流，同时搭配后缸喷水减温的投运，将鼓风热带走并维持缸内合理的温度场。本项目研究利用低压缸切除供热技术结合高旁抽汽作为尖峰加热热源对现有抽凝机组的供热潜力进行挖掘。
关键词：低压缸切除技术；高旁抽汽；尖峰加热；安全裕量
一、项目背景
新疆华电哈密热电有限责任公司目前全厂设计供热能力为350m2，2016年实施供面积为为369万m2，已超设计值为19万m2。原计划哈密公司2016年开展四期扩建，扩建的2×350MW热电联产工程已于2016年3月获得自治区发改委核准，设计供热面积1300万m2，预计2019年投产。但根据规划目前的369万m2仍由三期2×135MW机组接带，哈密四期工程的供热面积不涵盖这些面积，故从长远看哈密公司供热能力将小于实际接入面积，无法满足当前的供热需要。实施凝抽背供热改造，可以消除冷端余热损失，极大的提升了机组的供热能力，使全厂供热能力可以满足现有供热面积的需求，对提高机组的供热灵活性，安全性，经济性具有十分重要意义。
二、项目内容
（一）主要技术内容包括：
1、通过对汽轮机本体的理论分析，研究提出一种新型凝抽背供热技术，实现机组在纯凝、抽汽与背压工况之间的实时切换和采暖季稳定运行，特别是在背压工况下，可实现机组低压缸不进汽做功的稳定运行；并在大型热电机组上首次成功完成投产运行，极大提升了机组的对外供热能力及电负荷调峰能力。
2、针对低压缸不进汽做功产生鼓风热的问题，研究提出一种高效的低压缸冷却蒸汽系统，在背压工况时，利用冷却蒸汽系统生产高品质的冷却蒸汽，对低压缸实施高效、快速冷却，保证低压缸各部件的运行安全性。
3、通过理论分析与试验结合，研究提出解决切除低压缸进汽工况下不利于机组安全运行的技术措施，包括后缸喷水优化系统、快开导汽旁路及改变热网疏水与回热系统的连接方式等新技术，在切除低压缸进汽工况下保证低压缸及辅机设备的长期安全运行。
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（二）本项目的关键技术：
1、基于低压缸本体及相关辅机系统安全运行前提下的低压缸切除和还原技术；
2、低压缸切除工况下，辅机的运行优化技术；
3、基于低压缸切除的供热机组热电解耦技术；
4、不同供热工况下全厂的经济运行策略；
（三）与传统火电机组供热改造相比，有如下创新点：
1、提出了一种全新的余热回收方式，开展了低压缸切除技术示范应用，可大幅度提升机组的供热能力；
2、通过模拟分析和试验调整，研究在低压缸切除工况下，汽机本体及相关辅机系统的运行方式，并提出有效运行控制策略；
3、通过低压缸切除技术可对热电联产机组进行热电解耦，有效提高了供热机组的运行灵活性和调峰能力；
4、与双背压双转子互换供热、热泵供热、低真空供热等技术相比，低压缸切除供热技术具有投资小，周期短，回收效益高的特点；
5、将低压缸切除技术和高旁抽汽技术相结合，制定全厂供热运行策略，提升了全厂的供热经济性和安全性。
三、项目实施措施
（一）利用机组停运期间对汽机低压缸解体，在低压内缸增加温度测点，更换低压缸联通管LCV阀，中低压联通管及东侧供热抽汽管道整体抬高800mm；
（二）低压缸联通管增加减温蒸汽接口，中低压联通管西侧新增供热抽汽管道接口；
（三）汽机0米层低旁管道新增供热抽汽至汽机东侧供热抽汽管接口，低压缸联通管处增加热工压力和温度测点；
（四）所有接口在开机前需将隔断阀门，管道疏水阀门安装完毕，管道需安装好临时支撑；
（五）机组开机后将机组中低压联通管新增抽汽管道连接至另外一台机组；
（六）低旁新增抽汽管道至供热抽汽管道接口管线连接（包括汽机厂房9米层主梁立柱打孔抱箍、化学锚栓的安装、管道、抱箍钢板的吊装、热工温度测点、管道支吊架、支撑架的安装等）；
（七）低压缸减温蒸汽管道的连接。
（八）供热抽汽管道处增加检修平台，共计三处，其中原供热抽汽管道0米层射水泵处需分别制作4个水泥支墩作为检修平台支撑点；
风险分析
（1）低压缸空转运行风险
低压缸切除运行后，实现了低压缸可不进汽的要求，低压转子在高真空条件下“空转”运行，但低压缸微量漏气不可避免，微量漏气在缸内流动性能较差，会产生鼓风超温的危险，需要较小的冷却流量（10t/h左右）进入低压缸，保证缸内合理的流动性，将鼓风所产生的热量顺利带走，同时开启低压缸喷水减温系统，降低缸温防止因超温膨胀发生胀差超限、不平衡振动以及密封性能降低等危险，改造前需要对低压缸冷却蒸汽最小流量的数据进行分析。
（2）切缸运行后真空严密性风险
切低压缸供热运行需要系统具有良好的真空严密性，切缸运行试验前必须完成此项性能试验工作，如真空严密性不合格，需进行机组真空系统检漏及堵漏工作。
四、效益分析
本项目突破了汽轮机设计需保证低压缸最小进汽流量的传统思维限制，实现汽轮机低压缸不进汽做功的成功运行，从根本上解决了大型热电机组冷端余热排放浪费、机组无法深度调峰等问题，可实现机组电负荷率降低至30%以下，及汽轮机冷端余热零损失。
新疆华电哈密热电有限责任公司2×135MW机组供热改造，通过低压缸切除供热技术改造，同时以高旁抽汽作为尖峰加热热源，可最大限度的发挥机组的供热潜力。项目实施后，新疆华电哈密热电有限责任公司可新增供热面积约300万m2（供热安全裕度70%）。改造后采暖季可新增对外供热量约150×104GJ，相对于供热小锅炉折合节约标煤量约5×104t。项目建成后，将大大提高华电哈密热电的供热水平，实现企业经济效益和社会效益双丰收。
参考文献：
[1]王德远,冯永新,肖小清.某135MW机组汽轮机低压缸隔板螺栓孔开裂故障分析[J].广东电力,2009,22(08):76-79.
[2]王新,王学博.100MW机组低压缸高背压供热改造[J].科技风,2018(17):200.
论文作者:王启亮 翁贵林 王隆
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/16
标签：低压论文; 机组论文; 哈密论文; 管道论文; 工况论文; 技术论文; 热电论文; 《科技新时代》2018年9期论文;