轴封系统运行方式优化
辽宁清河发电有限责任公司8号汽轮机轴封漏汽系统运行方式的优化
赵伟光1,江敏1,刘焕武2/`5dq!S v g
(1. 东北电力科学研究院,辽宁 沈阳 110006;2.辽宁清河发电有限责任公司,辽宁 铁岭 112003)6`rr9ni#kO-C'|#A2d
摘要:历次试验数据表明,目前运行的国产200MW汽轮机轴封漏汽方式不合理,对辅机安全运行及机组经济性产生一定影响。通过论证和研究,提出两种优化方案。经分析,选择了将轴封一次漏汽导入五段抽汽改为导入四段抽汽优化方案,并利用大修进行了实施。优化前、后对比性试验表明,机组运行安全性和经济性得到明显提高,仅煤耗一项就可以下降0.46 g/kWh;4号低压加热器使用寿命提高一倍。q%hi2vT @9?7U!q
关键词:轴封漏汽;轴封径向间隙;等效热降;热耗率;煤耗率vs9HE(m8u;{:E:?/I
辽宁清河发电有限责任公司8号汽轮机是哈尔滨汽轮机厂制造的超高压三缸三排汽凝汽式、N200-130/535/535型、34系列第18台汽轮机。该机自1984年12月投产以来,经历了五次大修和低压缸通流部分的现代化改造。但轴封漏汽参数远高于设计值,对低加回热系统的安全运行和机组经济性产生不利影响。2003年8月至11月该机进行第六次大修,大修期间对高、中压缸进行现代化改造;更换了2、3、4号低压加热器;凝结水泵进行了出力改造;同时对轴封漏汽系统进行了优化。优化前后的热力性能对比试验表明,在100%负荷时优化后比优化前,汽轮机组热耗率下降12.2 kJ/kWh,煤耗率下降了0.462 g/kWh,一年可节约标准煤471.2吨,折合人民币14.1万元。同时回热系统运行的安全和稳定性得到提高。4号低压加热器寿命提高一倍,即10年可节省一台低压加热器的投资(23万元)。
1 轴封漏汽系统实际运行存在的问题及分析!TK~l{v5YZ
1.1 轴封漏汽系统存在的问题
现有国产200MW汽轮机高压缸前后轴封一次漏汽和中压缸前轴封一次漏汽系统的设计方式是:三处漏汽汇合之后导入五段抽汽(见图1),最后与五段抽汽一同进入四号低加进行回热加热。高、中压缸轴封二次漏汽直接导入轴封加热器进行回热加热。原设计(轴封间隙按0.55mm计算)轴封一漏导五段抽汽流量为4.785t/h(34系列)、6.95t/h(55系列)和6.14 t/h(72-1JD系列),清河电厂高、中、低压缸改造
后轴封一漏流量设计值为5.56t/h,温度为411 ℃,焓值为3295.4 kJ/kg;轴封二漏导轴封加热器为'_ um2b;E(\2r,wP
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高压缸 中压缸B7fX dbt:o&Z
4抽 5抽 低压缸轴封供汽m8T|kKIf
轴封一漏skwt(S3Y#l
轴封二漏至轴加-UO Z}'Vv0l,Jl
至轴冷 ^uqFg)x*V
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轴封供汽 4号低加 轴加-Y[t}!D/d Ox1u}
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图1 国产200MW 汽轮机轴封漏汽设计系统图
2.27t/h,温度为411 ℃,焓值为3302.6 kJ/kg。设计轴封漏汽系统见图1。8naOi-r;r3zE`
从图1设计系统分析发现,几处系统汇接点参数相差较大,轴封一漏汇接至五段抽汽前温度为411℃,五段抽汽温度仅为320℃,两者温差较大。这对非绝热状态回热系统,必然会增加循环系统换热过程中的熵增,即不可逆损失。而四段抽汽温度为404.5℃,比轴封一漏温度仅低约6℃;轴封一漏中的三个支路的轴封套前压力均高于四段抽汽压力(0.856MPa),远远高于五段抽汽压力(0.44MPa)。对此可以判定原设计轴封漏汽系统在经济性方面是不合理的。经采用“等效热降”方法计算,轴封一漏汇接点改为导入四段抽汽,热耗率可降低7.95kJ/kWh。相当于煤耗可降低0.3 g/kWh。
相关电厂试验数据表明:国产200MW汽轮机实际运行轴封一次漏汽量达7~9.5t/h ,蒸汽温度达420~440℃,4号低加进汽温度由315.5℃(设计值)升高到380~400℃。这就造成了热力系统不可逆损失增大、机组效率下降、4号低加使用寿命降低。据统计两个大修期左右就更换一台低压加热器;机组煤耗增加0.43g/kWh。清河发电厂8号机投产仅8年(1992年)就因4号低加管板变形严重、冷却管堵管过多,重新更换加热器管芯(外壳没有更换)。2003年大修更换一台新加热器。