工业抽汽机组煤耗率异常升高分析及优化

 　　摘 要：某公司共有2*300MW汽轮机组，正常运行中2台机组均对外供工业抽汽。2019年2月份2号机供电煤耗率大幅度上升，比1号机偏高45 g/kWh，机组经济性降低。通过现场进行诊断、排查，查找了供电煤耗率计算方法错误并进行了修正，分析了2号机设备异常影响供电煤耗率的原因，制定了针对性的运行调整、检修治理和优化改造方案，实施后取得了良好的效果，保证机组经济运行。

　　关键词：工业抽汽;供电煤耗率;供热修正;优化

　　中图分类号：TK12 文献标志码：A

　　《山东工业技术》(半月刊)杂志是由山东省经济和信息化委员会主管，山东省经济和信息化委员会新技术推广站主办的半月刊出版物。国际标准连续出版物号：ISSN1006-7523;国内统一连续出版物号:CN37-1222/T。

　　0 引言

　　热电联产集中供热是实现节约能源、减少排放、解决工业用热的有效途径。但热电联产机组的高效经济运行，必须基于电网、热网都满足机组经济运行的边界条件，才可能充分发挥其特有的能力。大型工业抽汽机组主要有以下 3 种供汽方式： 采用主蒸汽(冷再、热再)减温减压法;采用中压缸旋轉隔板或低压缸进汽调节门憋压法;采用高压蒸汽通过压力匹配器引射低压蒸汽混合法。采用第1、3种供汽方式，不会影响汽轮机内效率;因供汽后凝汽器带走的冷源损失减少，机组热耗率、煤耗率降低，降低值只与供汽参数(压力、温度、流量)有关，与汽轮机本体性能无关。

　　某公司2台300 MW机组通过冷再、热再抽汽减温减压对外供汽，供汽流量约为60 t/h～120 t/h。2019年2月，2号机供电煤耗率异常升高，比1号机偏高45 g/kWh。针对这一问题进行了现场诊断分析，查找了煤耗率异常升高的原因，提出了综合解决优化方案。经实施后彻底解决了这一问题，保障了机组经济运行。

　　1 公司机组、供热系统配置及煤耗率现状

　　1.1 公司机组、供热系统配置

　　1、2号机为上海汽轮机有限公司生产的C330-16.7/0.379/537/537亚临界汽轮机，正常运行中采用冷再抽汽对外供汽，热再抽汽做为补充汽源，供汽流量约为60 t/h～120 t/h。冷再蒸汽在额定工况下压力3.71 MPa，温度324℃，通过减温减压站调至热用户需要参数为：压力1.4 MPa，温度220 ℃。

　　1.2 2号机供电煤耗率现状

　　查阅公司2019年2月份生产日报，1、2号机供电煤耗率分别为327.6 g/kWh、373.4 g/kWh，详细数据详见表1。

　　2 2号机供电煤耗率高原因分析及优化

　　经过现场进行诊断发现2号机供电煤耗率异常升高的主要原因有3点：供电煤耗率计算及供热修正方法不正确导致计算误差偏大;2号机凝汽器真空偏低;2号汽轮机性能老化速率较快。

　　2.1供电煤耗率计算及供热修正方法分析及优化

　　2.1.1 供电煤耗率计算及供热修正方法分析

　　2.1.1.1 1、2号机正平衡皮带秤计煤量分配方法不正确

　　1、2号机供电煤耗率采用正平衡方法计算，共用一个皮带秤计量煤量。煤量分配按照机组发电量进行分配，未考虑供汽量修正。由于1、2号机对外供汽流量不同，导致分配的煤量不准确。

　　2.1.1.2 1、2号机供热量对煤耗率修正方法不正确

　　现有供热量修正计算取经验值，即供汽流量40 t/h影响供电煤耗率1 g/kWh，存在较大的误差。

　　2.1.2 供电煤耗率计算及供热修正方法优化

　　2.1.2.1 皮带秤煤量分配优化

　　将皮带秤计煤量分配由按照发电量分配改为按照主蒸汽流量进行分配，可以避免供汽量带来的计煤量偏差。建议利用机组检修机会，改为入炉煤分炉计量，消除偏差。

　　2.1.2.2 供热抽汽流量对热耗率及煤耗率修正按照公式1、公式2、公式3进行计算(如图1所示)

　　式中HR考虑工业抽汽再热机组试验热耗率，G0主蒸汽流量，H0主蒸汽焓值，Gfw给水流量，Hfw给水焓值，GR再热蒸汽流量，Hr再热蒸汽焓值，H1高排蒸汽焓值，GJ再热器减温水流量，HJ再热器减温水焓值，Ggr工业抽汽流量，Hgr工业抽汽焓值，Gb补水流量，Hb补水焓值;HR1为工业抽汽对热耗率的影响值，bg为供电煤耗率，ηgl为锅炉效率，ηgd为管道效率，φ为厂用电率。

　　2.1.2.3 对计煤量、供热量按优化后的方法计算

　　2号机供电煤耗率比1号机偏高约7 g/kWh，详细数据见表2。

　　2.2 凝汽器真空影响分析及优化

　　2.2.1 凝汽器真空影响

　　2019年2月11日，2号机运行中凝汽器真空快速下降至保护动作值，机组跳闸。2月15日启动后真空偏低约2 kPa，按1 kPa影响煤耗率增加约3.2g/kWh计算，造成2号机煤耗率升高6.4 g/kWh，影响全月2号机煤耗率偏高约3.6 g/kWh。

　　2.2.2 优化方案

　　(1)2019年3月7日启动2号机备用真空泵，凝汽器真空上升1.5 kPa，影响煤耗率降低约4.8 g/kWh，表明机组真空严密性较差，需保持备用真空泵连续运行。

　　(2)2号机检修时，进行凝汽器灌水严密性试验，消除凝汽器汽侧漏点。

　　2.3 2号汽轮机性能劣化分析及优化

　　2.3.1 2号汽轮机性能劣化分析

　　提取1号、2号机额定负荷运行数据分析，1号汽轮机高、中压缸效率维持较好。2号机高压缸效率比大修后降低3.4个百分点，中压缸效率约降低5个百分点，影响热耗率增加150 kJ/kWh以上，煤耗率升高约6 g/kWh。缸效率降低主要原因：结垢导致喷嘴和动叶表面的粗糙度大，固体颗粒侵蚀或锈蚀，蒸汽流道沉积物和增大的蒸汽泄漏流量。

　　查阅历史趋势曲线，2017年12月26日2号机高压缸排汽温度上涨约10℃，计算高压缸效率降低。主要可能原因：汽封间隙变大导致级段效率降低;高压缸进汽插管密封(钟罩式)密封效果差，主汽漏至高压缸内外夹层进入高排;一抽进汽插管密封(活塞环式)密封效果变差，一段抽汽漏至高压缸内外夹层进入高排;高压缸过桥汽封漏汽量大。详细数据见表3。

　　2.3.2 优化方案

　　(1)机组启停及正常运行中必须严格控制汽水品质合格，建议调研实施机组汽水品质自动控制。

　　(2)2号机组大修时，对高中压缸进汽插管密封、一段抽汽插管密封进行检查，消除泄漏;对高中压缸过桥汽封进行检查，合理调整间隙;对高中低压缸动、静叶进行喷丸处理，消除结垢，对吹损叶片进行修复;合理调整轴封和汽封间隙;对静叶持环进行变形测量，如有变形，可采用更换密封条的方法消除漏汽;如低压内缸法兰内张口，可沿张口部位开密封槽，在密封槽内镶嵌经退火处理的紫铜线，阻断漏汽。

　　3 结论

　　通过对某公司工业抽汽机组供电煤耗率异常升高进行分析，得到如下结论：

　　(1)采用冷再、热再抽汽对外供汽机组，工业抽汽对供电煤耗率的影响只取决于供汽参数。

　　(2)采用正平衡计算供电煤耗率，应采用分炉计量方法。

　　(3)排除凝汽器真空影响因素，汽轮机本体性能劣化是相对缓慢、递进的过程，应根据机组状况结合大小修进行针对性治理。

　　参考文献

　　[1]黎林村.纯凝电厂工业供热改造方案设计[J].区域供热，2015(3)：27-30.

　　[2]宗绪东，孙奉仲.影响大型工业抽汽机组经济性的问题及优化研究[J].电站系统工程，2018，34(5)：45-46.

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