2025煤电机组汽轮机节能、供热、灵活性改造技术导则

1、煤电机组汽轮机节能、供热和灵活性改造技术导则Technical guide for energy conservation, heating, flexibility retrofits of coal-fired power steam turbines目 次目 次I前言II煤电机组汽轮机节能、供热、灵活性改造技术导则31 范围32 规范性引用文件33 术语和定义34 总则45 汽轮机节能改造46 汽轮机供热改造97 汽轮机灵活性改造12II煤电机组汽轮机节能、供热、灵活性改造技术导则1 范围本导则规定了煤电机组汽轮机节能、供热、灵活性改造的原则性技术要求。本导则适用于300MW等级及以上煤电机组汽轮机、辅机及相关系统。其它煤电汽轮机机组可参照执行。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本导则必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本导则；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本导则。GB/T1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则GB/T5578-2007固定式发电用汽轮机规范DL/T892

2、-2004电站汽轮机名词术语3 术语和定义DL/T892-2004界定以及下列术语和定义适用于本导则。3.1低压缸零出力运行 zero output of low pressure cylinder operation又称切缸运行，低压缸零功率运行，低压缸微出力运行等。低压缸零出力运行是指以全面安全评估为基础，进行集成化技术改造，将原进入低压缸的蒸汽用于供热，实现汽轮机低压缸近“零出力”运行，并能在线灵活投入、退出低压缸零出力的一种运行方式。3.2灵活性运行方式 flexibility operation mode发电机组灵活性运行方式是指频繁、快速、深度调峰运行，热备盘车、长期停备，调压调频，是不同于额定负荷稳定运行的灵活变化方式。3.3可调整抽汽 regulated extraction steam可调整抽汽是指通过阀门、旋转隔板等控制手段，保证抽汽点压力在一定负荷范围内达到规定的数值的一种抽汽方式。153.4非调整抽汽 non regulated extraction steam非调整抽汽是没有或不用调整手段，抽汽点的压力随负荷变化的一种抽汽方式。4 总则本导则规定了汽轮机节能改

3、造的主要技术途径、主要通流改造技术、汽轮机系统优化及运行优化技术，规定了汽轮机升参数改造的主要技术路线、改造技术和热耗预期指标。本导则规定了汽轮机供热改造一般参数范围、抽汽调节方式及常见汽轮机供热改造技术，规定了汽轮机改造供热技术要求。本导则规定了灵活性改造汽轮机本体技术要求、汽轮机辅助系统优化技术及一般灵活性改造技术。通过煤电汽轮机组节能降耗、供热、灵活性改造，进一步提升煤电机组清洁高效灵活性水平，促进电力行业清洁低碳转型，助力全国碳达峰、碳中和目标如期实现。5 汽轮机节能改造5.1 汽轮机节能改造主要途径汽轮机节能改造的主要技术措施包括但不限于通流改造、汽轮机系统优化、冷端系统优化、汽轮机运行优化、升参数改造等，具体应根据节能效果、机组服役年限、投资回报率等进行综合选择。5.2 汽轮机通流改造汽轮机通流改造是节能降耗最有效手段之一，采用现代技术对在役机组升级改造，可显著提升机组经济性。通流改造包括但不限于下列措施：5.2.1 调节级优化设计适当降低调节级焓降、控制高压通流面积、优化调节级型线，提高高压缸效率。采用数控设备加工调节级喷嘴和动叶片，保证调节级加工精度，提高调节级效率。5

4、.2.2 热力与气动匹配性设计采用全三维通流设计手段，气动设计与热力设计相匹配，控制机组通流面积裕量。喷嘴调节机组可结合机组实际运行的夏季背压和负荷情况，通过优化通流面积，兼顾机组部分负荷运行性能。全周进汽汽轮机可通过增设补汽阀的方式，提高机组部分负荷运行性能。5.2.3 高效叶型应用与末级叶片优化机组通流采用先进、高效的小焓降宽负荷叶型，降低叶片二次流损失，提高机组通流效率。根据电厂全年运行负荷和实际背压，以及稳定的抽汽情况，有针对性地选择低压模块，特别是低压末级叶片，全面提高机组在高、中、低负荷的经济性。5.2.4 汽轮机结构优化汽轮机本体结构升级改造以优化结构部件，提高气动性能，提高汽缸刚度，减少汽缸接合面漏汽，降低缸体变形风险，降低抽汽漏汽风险为根本目的，采用先进可靠的结构型式进行升级改造。例如装配式静叶、新型焊接隔板、高中压整体内缸、低压整体铸造内缸、斜支撑焊接低压内缸等结构。5.2.5 进排汽优化设计进、排汽结构优化升级。应用目前先进的气动分析软件，结合工程实际经验，对优化后进排汽结构进行分析，降低压损，提高能量转换效率。进排汽优化包括高、中压阀门压损和进汽腔室优化，高、中

5、压排汽汽道，低压进汽腔室，低压排汽导流环以及回热抽汽腔室及管道压损优化等。5.2.6 先进汽封技术应用根据汽封工作环境及各种汽封的工作特性，采取组合汽封型式，对叶顶、隔板、轴端分别选取合理汽封型式，可以达到良好的密封效果，降低汽封的漏汽损失，提升缸效和整体性能。根据机组实际运行情况及制造厂汽封间隙设计体系，对机组动静间隙进行调整，有依据地缩小动静间隙，在保证安全运行的前提下，降低机组能耗。汽封型式对机组经济性有影响，汽封应采用长效性汽封结构，同时应保证其在机组运行中的安全可靠性。特种汽封需经过汽轮机设备制造厂家评估后采用。5.2.7 精细化加工装配技术应用先进的工艺手段保证机组设计产品加工精度、保证产品与设计的一致性。采用有效的安装方法保证机组装配合理性。5.2.8 汽缸稳定性保证管道与汽缸合理连接，管道对汽缸作用力应符合汽缸稳定性要求，保证机组安全、灵活运行。5.2.9 通流改造的一般范围通流改造范围包括高中压内缸、高中压隔板套、喷嘴室、高中压转子及动静叶、低压内缸、低压隔板套、低压转子及动静叶、汽封等；高中压外缸、低压外缸根据工程实际需求进行更换。5.2.10 各种类型机组改造后的

6、热耗参考指标表1 典型机组改造后热耗率单位：千焦/千瓦时机组类型现役机组热耗改造后热耗平均水平不升参数升参数(600/600)100万千瓦级湿冷75007300超超临界空冷60万千瓦级湿冷76207420超超临界空冷60万千瓦级超临界湿冷780076007470空冷（电泵）798577857655空冷（汽泵）82508050792060万千瓦级湿冷800078007550亚临界( 高中压分缸型)空冷82358035778560万千瓦级 亚临界( 高中压合缸型)湿冷804578457595空冷82808080783035万千瓦级超临界湿冷784576457525空冷(电泵)801078107690空冷（汽泵）82758075795530万千瓦级湿冷806078607620亚临界空冷832081207880注：1）湿冷机组背压按4.9kPa，空冷机组背压12kPa。2）改造后的机组进汽方式、末级叶片选型及系统配置对热耗均有影响，表中列出的热耗值为一般情况。5.3 汽轮机系统优化通过对原机组回热系统进行优化，获取系统收益。根据厂房空间，布置外置式蒸汽冷却器、0号高加，利用烟气余热或热网疏水加

7、热给水或凝结水，如高、低温省煤器等技术，进一步提高机组循环热效率，降低能耗水平。系统优化部分详见第辅机及相关系统节能供热改造技术导则.5.4 汽轮机冷端优化5.4.1 凝汽器端差治理1） 管束更新优化针对长期运行的凝汽器管束普遍存在的泄漏、结垢、老化、振动以及原管束形式先天不足导致的换热性能低下等问题，采取更换性能优异的新型管束方式，能够显著改善原凝汽器的性能，提升经济性。2） 水室更新优化部分机组凝汽器采用老式的矩形水室，压力损失大，流场紊乱，循环水分配不均，影响性能。更换为新型三段圆弧形水室，能够显著改善循环水流动特性，提高承压能力，降低水阻，有助于改善换热性能，降低循泵耗功，并提高胶球清洗系统的回收胶球能力。3） 其它优化实施真空严密性治理、管束清洗、胶球清洗系统的改造，也能有效改善凝汽器端差。5.4.2 降背压改造1） 凝汽器增容在凝汽器更新的基础上，为了进一步降低机组运行背压，以及适应机组增容需求，可对凝汽器进行降背压改造（增容）。在选用合适的高效管束基础上，最大可能地增加凝汽器面积。通过一次性投资，带来长期效益。2） 增设小汽机凝汽器凝汽器增容受布置空间的限制，幅度有限。可

8、根据厂房条件增设小汽机凝汽器，配置相关系统以减少主凝汽器热负荷，实现降低背压的效果。3） 单背压改双背压两个低压缸的汽轮机，宜改为双背压凝汽器，降低平均背压。4） 其它冷端优化冷却塔优化、循环水泵优化等改造，亦可有效降低机组背压。5.4.3 增设尖峰凝汽器直接空冷机组冷端(空冷岛)的冷却能力受大气湿度、风速、设计面积、当地温度影响很大。夏季极端炎热的天气，会造成汽轮机冷端换热能力降低，直接影响汽轮机热耗，使机组运行不经济。冷端能力不足还会导致机组无法在夏季实现满负荷发电。增设一套尖峰冷却系统，可有效降低汽轮机的背压，降低供电煤耗。5.5 亚临界机组升温改造5.5.1 亚临界机组升温改造的主要技术路线亚临界机组进汽参数较低，如果没有供热需求，常规通流改造后煤耗仍无法达到300g/kW.h以下，提升机组初参数是机组提效降耗的有效手段之一。亚临界锅炉为汽包炉，如改造成超临界锅炉，工程量大，首选升温不升压技术路线。目标温度可根据锅炉改造范围和投资确定，可选汽轮机主蒸汽、再热蒸汽参数分别为：1）温度提升至：566/566；2）温度提升至：600/6005.5.2 汽轮机升温改造范围在常规通流改造

9、范围基础上，增加并更换范围如下：高压主汽调节联合阀、中压主汽调节联合阀、高中压模块（包括高中压外缸、内缸、隔板套、转子等）、中低压连通管、低压内缸、低压转子、低压隔板套等低压内部套；低压外缸根据工程实际需求进行更换。回热系统的加热器及管道、阀门须根据参数提升后的压力温度进行校核计算，进行选择性改造。5.5.3 升温改造主要采用的技术常规通流改造技术可用于升温改造机组，与升温有关的材料需相应更换。须考虑因温度升高带来的管道对汽缸推力和力矩的影响。应根据低压转子及汽缸承受温度情况适当提高再热压力或降低中低压分缸压力。应根据机组负荷特点，合理选择汽轮机进汽方式。对进汽量较大的供热机组以及升温到600的改造机组，可以采用全周进汽方式；对调峰、调频比较频繁，灵活性要求较高的机组，宜保留喷嘴调节结构。5.5.4 升参数改造后的汽轮机热耗预期指标相对比538/538亚临界机组同压力情况下，1）温度提升至：566/566，热耗降低110kJ/kW.h；3）温度提升至：600/600，热耗降低240kJ/kW.h。亚临界机组升高主再热蒸汽温度，涉及锅炉及相关管道改造，工程量和投资较大，应结合机组情况和条件，

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