探究中小型凝汽式或抽凝式汽輪機(jī)改造成背壓式汽輪機(jī)的方法

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1、探究中小型凝汽式或抽凝式汽輪機(jī)改造成背壓式汽輪機(jī)的方法摘要:由于中小型凝汽式或抽凝式汽輪在使用過程中具有發(fā)電煤耗高的缺陷，須將其改造成為熱電比大與熱經(jīng)濟(jì)性好的背壓式汽輪機(jī)。然而在改造過程中，由于該類型汽輪機(jī)的排氣溫度會逐漸增高，造成汽缸后部熱膨脹增大形成，最終會影響改造后汽輪機(jī)運(yùn)行安全。針對這一問題，本文設(shè)計(jì)了一種新的改造方案，控制后汽缸溫度，保障汽輪機(jī)正常、安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞：中小型；凝氣式汽輪機(jī)；抽凝式汽輪機(jī)；背壓式汽輪機(jī)現(xiàn)階段，受我國能源政策以及汽輪機(jī)自身因素等的影響，大多企業(yè)自備電站中，許多凝汽式或

2、抽凝式汽輪機(jī)長期處于閑置的狀態(tài)。例如，凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電的熱電比與熱電效率非常低，不能滿足國家的政策要求而被迫停運(yùn)；抽凝式汽輪機(jī)的抽汽參數(shù)滿足不了供熱需要而被長期閑置。因此，為滿足企業(yè)的供熱需求與長期的規(guī)劃需要，有必要將這些汽輪機(jī)組改造成為性能良好的背壓式汽輪機(jī)組，在保證較少投資的前提下，提高汽輪機(jī)組的能源利用率。一、改造具體實(shí)例與改造難題分析（一）改造具體實(shí)例1.原汽輪機(jī)改造的基本情況。某化工生產(chǎn)廠擁有一臺C15-4.9/0.981型的抽凝式汽輪機(jī)組，0.00805MPa為該機(jī)組的平排汽壓力，0.495M

3、Pa為其抽汽壓力，3.435MPa，435.5℃為其進(jìn)汽參數(shù)。這一抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組共有7級汽輪機(jī)，分別分布在抽汽口前后的高低壓段中。其中，有1個(gè)壓力級和1個(gè)雙列調(diào)節(jié)級的汽輪機(jī)分布在抽汽口前的高壓段中，而抽汽口低壓段中分布有4個(gè)壓力級和1個(gè)雙列的低壓調(diào)節(jié)級。當(dāng)該發(fā)電機(jī)組的抽汽流量與額定進(jìn)汽量分別為5.5t/h，12.5t/h的情況下，其發(fā)電功率達(dá)1550KW。2.汽輪機(jī)組改造要求。由于該化工廠的實(shí)際化工生產(chǎn)量持續(xù)增加，從而導(dǎo)致了蒸汽量緊張的問題出現(xiàn)；同時(shí)，該抽凝式發(fā)電機(jī)組長期的運(yùn)行環(huán)境為純凝工況，就產(chǎn)生了

4、非常高的能耗問題，與我國的能源政策相背離，從而導(dǎo)致了該發(fā)電機(jī)組長期處于停運(yùn)閑置的狀態(tài)。此外，該廠在造氣時(shí)，需要使用的低壓蒸汽的用量比較大，一般為0.155MPa-0.25MPa，185℃-245℃。為提高該發(fā)電機(jī)組的利用率，減少該廠的投資，有必要將該抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組改造成為背壓式汽輪機(jī)。（二）改造難題及其解決對策分析1.改造的難題。由于抽凝式或凝汽式一類的汽輪機(jī)，排汽都是排放在冷凝器中，這時(shí)在冷凝器中就會有比較高的真空形成，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)的排氣管以及后汽缸所承受的壓力與溫度都普遍較低。這類型的汽輪機(jī)在設(shè)

5、計(jì)時(shí)，通常是將后軸承座與鑄鐵汽缸設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，經(jīng)改造后，排除的蒸汽勢必會由原有的排汽口排出，從而造成后汽缸的溫度大幅升高，最終導(dǎo)致其過大的膨脹，引起后軸承座被上抬，使改造后的汽輪機(jī)在運(yùn)行中的安全性難以保證。因此，在改造過程中，必須采取有效的措施，將后汽缸的溫度控制在合理的范圍內(nèi)。2.解決對策。（1）采用噴水裝置與壓力匹配裝置。對于中小型的抽凝式或者凝汽式機(jī)組而言，普遍存在著軸向尺寸短以及級數(shù)少的特點(diǎn)，因此在改造時(shí)，氣缸內(nèi)就無充分的尺寸來另設(shè)排汽口與隔熱擋板。此時(shí)，可在汽輪機(jī)的高壓段的某級或者是調(diào)節(jié)級中，

6、進(jìn)行打孔抽汽，從而用于壓力匹配裝置的驅(qū)動蒸汽，然后在縮放噴管中加速，形成超音速氣流與低壓，從而對汽輪機(jī)的排汽進(jìn)行抽吸，兩股蒸汽在擴(kuò)壓管中混合并進(jìn)行升壓操作，從而滿足所需供熱參數(shù)的要求。在這一過程中，要對汽輪機(jī)通流部分的熱力進(jìn)行詳細(xì)地計(jì)算，并隨時(shí)配合壓力匹配裝置，對排汽量與抽汽量兩者比例要反復(fù)計(jì)算，得出準(zhǔn)確的比例值。從而保證在原有排汽口中實(shí)現(xiàn)0.15MPa的壓力，從而經(jīng)噴水裝置冷卻為飽和蒸汽。另外，噴水裝置噴水量的確定要根據(jù)汽缸的溫度進(jìn)行控制。（2）另設(shè)排汽口并加設(shè)隔熱擋板。對于比較大型的凝汽式機(jī)組而言，其

7、特點(diǎn)在于有較長的軸向尺寸，汽輪機(jī)的級數(shù)及其同流面積需要根據(jù)其需要的背壓以及熱力計(jì)算來確定。若須摘除的級數(shù)比較多，這就給后汽缸留有較大的空間進(jìn)行改造，這時(shí)原有的排汽管就可采用盲板來堵，并加設(shè)一個(gè)隔熱擋板，避免蒸汽進(jìn)入排汽館內(nèi)與后汽缸內(nèi)，從而降低了后汽缸的溫度。同時(shí)，排汽管數(shù)量與尺寸的確定可根據(jù)排汽量進(jìn)行確定，并另設(shè)一排汽口于隔熱板之前，從而使高溫蒸汽不能進(jìn)入原有排氣管與后汽缸，保證后軸承座安全運(yùn)行。二、改造具體方案與節(jié)能效益分析（一）具體改造方案分析根據(jù)該廠的抽凝式汽輪機(jī)機(jī)組的供汽參數(shù)的需求及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采

8、用噴水裝置與噴射熱泵之類的壓力匹配裝置的改造方法比較可行，其具體流程見圖一。圖一改造具體流程示意圖在這一改造方案中，壓力匹配裝置的驅(qū)動蒸汽為原來的抽汽，從而對汽輪機(jī)的排汽進(jìn)行抽吸。將該抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組的末兩級與隔板摘除，葉輪不動，并去除動葉，經(jīng)過最初的計(jì)算，該汽輪機(jī)的級數(shù)由7級降低至5級。再隨時(shí)配合壓力匹配裝置的熱力計(jì)算設(shè)計(jì)，對氣動熱力進(jìn)行反復(fù)的迭代計(jì)算，最終將其抽汽量確定在8.5t/h-10.5t/h，而3.55t/h-4