汽机节能课件综述

1、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

2、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

3、 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

4、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 全部（动、静、高 、中、低）更换 部分更换 更换叶片 n通流部分局部调 整 通流部分间隙调整 更换汽封 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，

5、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/(kWh)，折合机组发电煤耗 率0.62g/(kWh)，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

6、，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，

7、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

8、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

9、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/(kWh)，修正量（试验与修正后 热耗率相差）达233.2499.5kJ/(kWh) ，折合机组发电煤耗率8.7 18.7g/(kWh)。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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