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汽机节能课件综述

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汽机节能课件综述

汽轮机节能降耗汽轮机节能降耗 DateDate 1 1 讲座的内容 n影响经济性的因素 n提高经济性的途径 n汽轮机组节能降耗 n降 低 厂 用 电 n运行优化与性能诊断 DateDate 2 2 影响经济性的因素 DateDate 3 3 影响汽轮机热效率的因 素1 1高压缸效率 2中压缸效率 3低压缸效率 4主蒸汽压力 5主蒸汽温度 6再热蒸汽温度 7再热蒸汽压损 8最终给水温度 9凝汽器压力 10 再热器减温水流量 11 锅炉吹灰蒸汽流量 12 小汽轮机进汽流量 DateDate 4 4 影响汽轮机热效率的因 素2 13机组补水率 14调节阀运行法是及开度 15给水泵焓升 16凝结水泵焓升 17轴封漏汽量 18加热器给水端差 19加热器疏水端差 20凝汽器端差 21凝汽器过冷度 22阀门内漏 23设备散热损失 24 DateDate 5 5 汽轮机缸效率对热耗的影 响 DateDate 6 6 主蒸汽压力对热耗率的影响 DateDate 7 7 主蒸汽温度对热耗率的影响 2阀 4阀 DateDate 8 8 再热压损对热耗率的影响 DateDate 9 9 再热汽温度对热耗率的影响 DateDate1010 排汽压力对热耗率的影响 影响的 热耗比% 流量比% 排汽绝对压 力(KPa) 1.70 3.30 4.90 5.40 6.80 8.40 10.20 11.90 13.50 15.20 17.20 18.60 vwo-0.84 -0.39 0.00 0.24 1.26 2.91 4.59 6.03 7.45 8.96 10.58 11.66 100-1.10 -0.60 0.00 0.37 1.83 3.54 5.31 6.71 8.50 10.06 11.73 12.87 80-2.03 -1.35 0.00 0.76 2.58 4.48 6.63 8.58 10.27 11.94 13.72 14.89 60-3.74 -2.66 0.00 0.82 3.01 5.37 7.98 10.12 11.94 13.69 15.57 16.79 50-4.88 -3.13 0.00 0.88 3.39 5.97 8.80 11.05 12.92 14.74 16.69 17.84 30-8.61 -4.18 0.00 1.26 4.42 7.46 10.34 12.60 14.82 16.94 19.26 20.30 图太复杂,将图还原成表格。日常计算均以75%负荷率时采用插值计算以基准 DateDate1111 再热减温水流量对热耗率的 影响 DateDate1212 小机进汽流量对热耗率的影 响 DateDate1313 最终给水温度对热耗率的影 响 DateDate1414 再热喷水量对热耗率的影响 DateDate1515 系统补水率对热耗率的影响 DateDate1616 调节阀开度对热耗率的影响 DateDate1717 超临界600MW机组 运行参数偏离设计值引起的能耗 差 项目参数变变化量 影响煤耗 (g/kwh)设计值设计值 8月实际实际 值值 影响煤耗 (g/kwh) 主汽压力每0.1MPa0.075324.223.870.25 主汽温度每10.0817566564.810.1 再热汽温每10.073566 561.860.3 负荷每10MW0.41600522.973.16 背压每1KPa3.214.96.926.51 给水温度每10.05282 275.380.331 补水率每10.981 0.65-0.343 高压缸效率每0.50.25 中压缸效率 每0.50.17 低压缸效率 每0.50.58 DateDate1818 超临界600MW机组 影响机组热耗的主要因素分析 DateDate1919 提高经济性的途径 DateDate2020 汽轮机通流部分改造与调 整 n通流部分改造 Ø全部(动、静、高 、中、低)更换 Ø部分更换 Ø更换叶片 n通流部分局部调 整 Ø通流部分间隙调整 Ø更换汽封 Ø改善高中压进、排汽 平衡环汽封通流面积 DateDate2121 治理阀门内漏 n n 系统优化系统优化 n n 阀门合并阀门合并 n n 阀门取舍阀门取舍 n n 阀门管理阀门管理 DateDate2222 通常容易发生泄漏阀门: 汽轮机本体疏水、高压主汽门前疏水、抽汽门前疏水、高 压导管疏水、高低压旁路阀、高加事故疏水阀、给水旁路 阀、给水泵和凝结水泵的再循环管等。 造成的结果: n造成大量高品位蒸汽漏至凝汽器,机组功率减少,同时凝 汽器热负荷加大,又影响真空; n造成疏水集管与扩容器的温差增大,甚至造成疏水集管与 扩容器连接处拉裂,使大量空气漏入凝汽器 ; n工质非正常流动,如工质通过疏水管道倒流至汽轮机,造 成汽缸进水或冷蒸汽,启、停过程汽缸温差增大,甚至造 成打闸停机后机组转速不能至零。 DateDate2323 提高回热系统性能 n合理调整加热器水位 n合理选择疏水阀门的流通面积 n合理设计排气系统 n合理掌握投入、退出的温度变化率 n合理检修维护(进出水室短路,旁路 泄漏) DateDate2424 提高汽轮机冷端性能 n真空严密性 n凝汽器清洁度 n冷却水流量 n冷却水温度 n凝汽器水室排空气 n减少热负荷 n抽空气系统及降低冷却水 (工作流体)温度 DateDate2525 存在问题1-高压缸效率低 n上汽、哈汽制造的该类型机组实际运行中反映最 为普遍的一个问题是高压缸效率偏低310个百分 点。高压缸占整机功率的份额为30%左右,缸效率 每变化1个百分点,对机组热耗率的影响份额为 0.2%,约为16.6kJ/(kW·h),折合机组发电煤耗 率0.62g/(kW·h),对效率影响0.34%,功率约 1.02MW。 n造成高压缸效率偏低和下降速度较快,主要原因 是高压缸与中压缸之间过桥汽封间隙变化及高压 缸前部和中压缸中部上、下缸温差大,汽缸出现 变形,通流汽封及轴封径向汽封易被磨损,螺栓 松弛或断裂,内缸结合面出现漏汽等。 DateDate2626 #5机目前的缸效试验情况 项项目 名 称 单单 位 TH A 设设 计计 工 况 3V W O 工 况 4V W O 工 况 600 M W 590 M W 450 M W 300 M W 高压 缸 效 率 % 87.3 8 81. 9 7 83. 0 6 81. 8 6 81. 9 6 79. 4 7 78. 9 6 中压 缸 效 率 % 93.1 1 94. 4 9 93. 9 0 93. 9 6 94. 1 6 95. 7 3 99. 5 2 低压 缸 效 率 % 89.5 4 82. 5 8 84. 8 9 85. 1 7 84. 7 7 82. 0 6 74. 6 4 DateDate2727 存在问题2-汽封泄漏量大 n汽轮机正常运行时,蒸汽流过汽轮机各级时,压力和温 度逐级下降,在隔板两侧存在压力差,隔板内缘与转子 之间必然会有蒸汽泄漏;当级内有反动度时,动叶前后 也存在压力差,其动叶顶部与汽缸内壁或隔板套内壁之 间也会有蒸汽泄漏。这一小部分从级间各处间隙中泄漏 的蒸汽不但不做功,而且干扰主蒸汽的流动,产生漏汽 损失,从而降低级的效率,使汽轮机的效率降低、做功 能力降低、冷源损失增加,机组热耗上升,影响机组的 经济运行。另外,高中压汽封漏汽严重时会进入前轴承 箱导致油中带水;漏入低压缸的空气过多,会使汽轮机 的真空降低,并增大抽气负荷,严重时影响机组安全运 行。因此,汽封型式和质量的好坏直接关系到机组运行 的经济性和安全性。 DateDate2828 n有关科研机构通过对汽轮机的结构进行理论分 析,发现汽轮机热效率损失主要来自于汽轮机 本体汽封的漏汽,该部分约占机组整个热耗损 失的80%,因此目前大部分电厂都希望对汽轮 机本体汽封进行改造来实现提高机组效率和节 能降耗的目的。我公司对#5汽轮机本体汽封块 改造的同时,更换超标的嵌齿式汽封,将间隙 调至标准范围内是必要的。通过汽封改造能够 提高机组运行效率,降低机组热耗和发电煤耗 ,从而节约电厂的发电成本,提高机组运行的 安全性和经济性,最终达到节能增效的目的。 DateDate2929 我司机组改造采用汽封 n高中压轴封(外侧)4圈、高压隔板1-11级11 圈、中压隔板13-19级7圈,低压、缸轴封 16圈,合计38圈改为TK侧齿迷宫汽封;低压 、缸隔板5-7级12圈、低压、缸叶顶4-6 级12圈,合计24圈改为TK1蜂窝迷宫汽封。对 调节级叶顶、叶根等处超标的嵌齿式梳齿汽封 ,则采取现场更换的方式进行修复,同时根据 兄弟电厂同类机组改造的成功经验,拟将主机 汽封原标准间隙进行减小优化,最大限度提高 机组经济性 DateDate3030 侧齿汽封 n侧齿汽封在传统汽封的基础上,在侧面和底面 加工出许多细小的齿,相当于在单一腔室内分 割成多份,在相同长度的轴封段内,蒸汽泄漏 时经过的摩阻效应提高,齿尖增加,路径复杂 ,增加了热力学效应和摩阻效应,更主要的是 降低了迷宫原理中的透气效应,气体在侧齿迷 宫腔内涡动的动能转化为热能更彻底,密封效 果有显著提高。改造后对高齿齿根的强度要求 将会提高。 n优点:改造简单,无须其他条件要求,相对原 来的梳齿汽封的密封效果有较大的改善。 n缺点:未脱离原梳齿汽封的结构形态,属于硬 齿汽封,仍然无法解决磨损后间隙永久性增大 的问题,侧齿阻尼的效果也会因间隙的增大而 大打折扣。叶顶除湿效果不及蜂窝汽封。 DateDate3131 DateDate3232 n蜂窝汽封:阻止流体泄漏的机能包括强大的气旋效应、强 烈的摩阻效应、高效阻透气效应、高效的流束收缩效应、 较好的热力学效应、强大的吸附效应。这种密封机理是蜂 窝状结构能产生很强的涡流和屏障,从而形成很大的阻尼 而达到阻止工质泄漏的密封效果。蜂窝汽封主要安装在汽 轮机低压缸的末级叶片的顶部密封上,不仅可以提高效率 ,而且用蜂窝的网孔可以吸附水滴、湿汽,通过在叶顶汽 封加设疏水槽,从而有效除湿、保护叶片,尤其是低压末 级及次末级叶片,有效避免水击现象发生,降低了机组变 工况、低负荷运行时,因低周疲劳造成的低压末级和次末 级叶片的损坏。 n主要特点如下: n蜂窝汽封的独特结构避免了流体激振的发生,有效防止蒸 汽振荡,从而保证了机组的安全稳定运行。 n由于蜂窝汽封的 “气柱”的存在,使轴与气缸壳体之间架起 了一道道软性的支撑,其可有效地提高轴的稳定性,使轴 的振动进一步降低。 n不足之处:由于蜂窝汽封可能与转子接触的面积相对于其 它汽封要大,间隙调整要求高,且它是由真空高温钎焊焊 接制成,故其在高温区域使用的安全性相对稍差,且是易 于结垢。 DateDate3333 存在问题2-热力系统及辅机设 备 n国产引进型机组的试验热耗率比设计或经 系统和参数修正后的热耗率大得多。一般 试验与设计热耗率相差221.2 616.2kJ/(kW·h),修正量(试验与修正后 热耗率相差)达233.2499.5kJ/(kW·h) ,折合机组发电煤耗率8.7 18.7g/(kW·h)。而进口同类型机组试验热 耗率与设计或修正后的热耗率则十分接近 ,有的机组试验热耗率不经任何修正甚至 比设计热耗率还低。相比之下,说明国产 引进型机组热力系统及设备不尽完善。 DateDate3434 n试验得到的机组各项技术经济指标,是在 阀点和按设计系统严格隔离之后,基本无 汽、水损失,无补水以及经各种修正后的 结果,它反映了机组理论上的运行经济性 水平。而实际运行结果则不可能达到机组 试验的条件,且无任何修正,系统及设备 的不完善性对实际运行的结果影响更大。 由此可见,系统及设备的不完善是机组实 际运行煤耗率普遍偏高的又一主要原因。 DateDate3535 不完善因素 n冷端系统及设备不完善,凝汽器真空度偏低, 年平均一般在95%95.5%之间。6

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