托电公司压力匹配器供热改造实例分析

托电公司压力匹配器供热改造实例分析

韩德兴

大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古托克托 010206

摘要：托电公司7、8号机组利用压力匹配器进行了供热改造，解决了空冷机组夏季真空无法满足机组满负荷要求的难题，从而提高了机组经济性，同时又创造了热电联产的经济效益。本文对此次改造进行分析、总结，以方便以后同类型企业学习和借鉴。

关键词：供热改造；压力匹配器；改进措施

中图分类号： 文献标识码： 文章编号：

Example analysis of the Heating transformation by Pressure matching box in Tuoketuo Power Generation Limited company

韩德兴

(Inner Monglia Datang International Tuoketuo Power Generation Co.Ltd.,Tuoketuo 010206,China)

Abstract: Tuoketuo Power Company 7, No. 8 unit using pressure matching box device for heating transformation, It solves the difficult problem that the vacuum of the air cooling unit can not meet the requirement of full load of the unit at the end of the year, thus improving the economic performance of the unit and creating the economic benefit of the combined heat and power generation. This paper analyzes and summarizes the reform so as to facilitate the study and reference of the same type of enterprises in the future.

Key words: Heating transformation; Pressure matching box; improvement measures

随着电力市场竞争机制的进一步发展，降低发电成本，提高机组运行经济性已成为发电企业的当务之急。国家也倡导“发展热电联产，提供清洁能源”，托电公司在该背景推动下，追求“达设计值”目标，进行了两台空冷凝器式机组供热改造，取得了理想效果。

一、 概述

托电公司7、8号汽轮机组为东方汽轮机厂生产制造，型号为 NZK600-16.7/538/538 型，型式为亚临界、一次 中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式。额定功率为 600MW，最大连续出力(T-MCR)635.6MW。汽轮机总级数为 38 级，高压转子有 9 级，其中第一级为调速级，中压转子有 5 级，低压转子有 2×2× 6 级。汽轮机采用高中压缸合缸结构，两个低压缸均为双流反向布置。

高中压 缸的膨胀死点位于#2 轴承座，低压 A 缸、低压 B 缸的膨胀死点分别位于各自的中心附近。死点处的横 向键限制汽缸的轴向位移。同时，在前轴承箱及两个低压缸的纵向中心线前后设有纵向键，引导汽缸沿 轴向自由膨胀而限制其横向跑偏。

新蒸汽由炉侧经Ф489×55mm 的主蒸汽管进入机前两根Ф343×36mm 的蒸汽管，然后进入两个高压 主汽门和四个高压调速汽门，进入高压缸。做完功的蒸汽通过高压缸后经两根Ф863.6×18mm 排汽管后 汇流到一根Ф1066.8×22.2mm 的蒸汽管导向锅炉再热器，再热热段蒸汽经Ф953×42mm 的蒸汽管进入中 压缸前两根Ф705×32mm 蒸汽管，然后通过两个中联门进入中压缸，中压缸做功后的蒸汽沿导汽管直接 进入两个低压缸做功。

二、供热改造分析：

托电公司7、8号机组由于是按纯凝汽运行方式设计的，没有适合供给工业用汽的抽汽口；如想要供热必须进行改造。

将大型凝汽式机组改造成供热机组的方法大致有三种：一是将汽机的汽缸和转子全部更换，将凝汽式机组改为供热式机组，这样才可满足合理的供热参数，但这种改造方式价格太高，相当于购置新机组，可行性不大；二是在汽轮机高、中压缸及中、低压导管上开孔抽汽，超高压机组，亚临界机组及超临界机组的高压缸排汽，中压缸排汽参数如下表：

大型凝汽机组参数

从上表可以看出，超高压机组（125MW、200MW）及亚临界机组从中、低压缸导管上抽汽供生活用汽（洗浴、采暖、空调等）是可以满足的，特别是供热水网负荷在20km内是没有问题的。

供工业用汽（0.8-1.3MPa）用高压缸排汽，由于参数高，需要减温减压，造成了节流损失，用中压缸排汽，由于参数低，不能满足要求。

第三种改造大型凝汽式机组为供热机组的方法是利用压力匹配器（蒸汽喷射器），将高于供汽压力和低于压力的两种蒸汽混合，满足供汽压力要求。

用压力匹配器改造大型凝汽机组为供热机组的优点是改造工作量小，机组本体基本上不用参与改动，供热参灵敏稳定，调节范围大，在机组滑参数运行过程中可以稳定供热，参数不受影响。用压力匹配器将大型凝汽机组改造成供热机组，具有改造工作量小、投资小、不改动汽机本体、安全可靠等优点，通常半年内即可回收投资成本。

1、压力匹配器的原理及效率

压力匹配器的基本原理和蒸汽喷射压缩器相同，是利用高压蒸汽作动力来提升低压蒸汽的压力，为了适应抽汽供热的需要，与汽轮机的调节汽门的喷咀调节相似，压力匹配器采用多喷咀结构，根据外供汽量的大小，调整喷咀开启的数量及开度大小，以保证在外供汽量变化时，压力匹配器保持较高的效率。

我公司采用两种不同参数的混合送入压力匹配器，原则性系统图如图1。

1、电动执行器 2、压力调节阀 3、蒸汽混合室 4、减温器本体

5、减温水调门 6、压力变送器 7、热电偶

图1 托电公司压力匹配器系统图

再热器前后两种蒸汽进入混合器3，进行混合，再通过压力调节阀1保证出口压力在输出流量变化时稳定。压力变送器的压力、温度通过变送器远传至DCS，运行人员控制压力调节阀1，减温水调门5来控制出口压力、温度。

三、机组改造情况:

主机部分：主机部分改造原则是在汽轮机本体不做改动的情况下，对汽轮机主机部分进行改造，来满足对外供汽量。

低压抽汽部分：从中压缸排汽管道上抽出，开口位置在中压缸排汽口垂直管段上（如图2）；

图2 低压抽汽改造示意图

7、8号机组汽轮机主机部分对中低压连通管进行改造，预计将连通管整体提高1650mm（如图3），用于增加低压抽汽口三通及液动供热蝶阀（DN1600）的安装空间，在A、B低压缸进汽口相应的增设管道短节；

图3 中低压连通管改造图

高压抽汽部分：从再热冷段主管道上开口，焊接接管座，开口位置在锅炉侧17.5米给煤机平台处再热冷段管道；

图4 高压抽汽改造示意图

机房外管道部分：

至再生资源供汽管道走向：7、8号机组A列墙侧出→四期除灰空压机房后→厂外输灰管线#3转运站后→厂外输灰管线下方→铁路→呼热北墙→呼热循环水泵房后→呼热原有换热站西侧，全长约2100米；

至再生资源供汽：高压供汽管道为Ø194*8管道，供汽量为50T/H；低压供汽管道为Ø820*12管道，供汽量为210T/H。

至工业园区供汽需要增设两台压力匹配器，主要作用就是将高压蒸汽与低压蒸汽汇流以后达到工业园区用汽参数要求。工业园区用去参数要求：蒸汽管道在厂区南门西侧出墙1m的位置蒸汽参数为1.46Mpa，230℃。

至工业园区供汽管道走向：7、8号机组A列墙侧出→四期除灰空压机房后→厂外输灰管线#3转运站后→厂外输灰管线下方→铁路→呼热北墙→厂区南墙→厂区南门西侧（出墙1m），全长约2000米；

至工业园区供汽：预计在5至8号四台空冷机组全部进行供热改造的情况下，架设两条为Ø720*10的供汽管道。本次7、8号机组改造，预计在2012年底前实现一条Ø720*10的供汽管道投入运行，最大供汽量为105T/H。

3) 托电供热改造补水方案

补水拟采用平面膜式对补水进行回热，以减少凝结水含氧量，降低凝结水过冷度。为方便在各个工况下的控制，补水分为三路进入凝汽器，补水方案如下所示：

其中Ⅰ路补水量80t/h，管径Φ133×4.5，2路补水量100t/h，管径Φ159×6，3路补水量150t/h，管径Φ159×6，在各种补水工况下，可通过不同的管路组合使膜式喷嘴工作在最佳状态。补水管从喉部进入排汽装置，具体位置可根据管道布置调整。

四、改造所涉及问题：

改造前主要考虑了供高压汽源和低压汽源对汽轮机安全运行的影响，重点是汽源压力调整不当或调节系统失灵可能造成抽汽末级叶片过负荷及汽轮机轴向推力过大或瞬间很大的反轴向推力等问题对汽轮机运行可靠性的影响。我公司进行了优化系统设计，采用进口性能可靠的供汽蝶阀、逆止阀和快关阀，加强对运行人员的培训等；极大程度提高汽轮机运行的可靠性，保证汽轮机的安全运行。

4 总结

托电公司7、8号机组供热改造，抽出部分蒸汽供至厂外工业园区作为工业用汽，即响应政府关于取消小型工业锅炉的要求，同时解决了由于空冷机组夏季真空低,机组无法满负荷运行的问题，提高了空冷机组的经济性。但是改造也不是没有问题，例如满负荷情况下，供汽量过大会使再热器进汽量不足，再热器超壁温的情况。压力匹配器由于采用高压汽源射流抽吸低压汽源，喷射器噪音很大，不适宜在室内安装；但是压力匹配器室外安装又由于环境问题影响各调节装置寿命及灵敏性，出现调节阀卡涩等故障。由于蒸汽用户所用蒸汽量不稳定，生产时需求量大，停产时只需要暖管压力，供汽量小，压力匹配器高压供汽喷射器射流效果时有时无，经常造成低压汽源进匹配器的逆止门反复打开和关闭，逆止门阀板出现过脱落，造成高压汽源向低压抽汽系统返汽现象。以上问题我们将在工作中逐渐摸索解决和改进。

参考文献：

[1] 王汝武. 大型凝汽机组利用压力匹配器改造成供热机组的方法，节能技术及工程实例.2006,2

作者简介：

韩德兴，（1983-），男，工程师 ，学士学位，从事过集控运行及汽轮机检修维护工作。