组汽轮机本体技术改造项目可行性研究报告

组汽轮机本体技术改造项目

可行性研究报告

一、前言

(一)项目名称:#1、#2机组汽轮机本体节能改造可行性

研究报告

(二)项目性质: 技术改造

(三)可研编制人: 游立元

(四)项目负责部门: 检修公司

(五)项目负责人：黄俊

二、项目提出的背景及改造的必要性

(一)承担可行性研究的单位: 生技部

(二)项目提出的背景:

早期国产引进型300MW汽轮机组，是80年代初我国引进美国西屋公司汽轮机制造技术，分别由上海汽轮机有限公司(简称上汽公司)和哈尔滨汽轮机有限责任公司(简称哈汽公司)生产制造，由各有关的电力设计院设计，火电公司安装、调试。

该部分机组投产以来，从目前各电厂机组运行情况及部分机组试验结果来看，缩小了我国大型火电机组与国际水平的差距。但由于设计、制造、安装、运行与维护等方面的因素，又不同程度地暴露出一些问题，影响到机组运行的安全和经济性。

国产引进型300MW机组和日本三菱公司引进西屋公司技术、经优化改进制造的350MW机组属同类型机组。据1999、2000年度所公布的各项技术指标，国内进口己投运的日本三菱公司机组，平均负荷率

74.7％，非计划停运409h，等效强迫停运率0.08%，等效可用系数92.56%，厂用电率3.97％，补水率0.8％，凝汽器真空度95.0％，锅炉效率92.31％，供电煤耗率320.75g/(kW.h)。与其相比较，国产引进型300MW机纽平均负荷率74.0%，但等效可用系数低4.12个百分点，补水率高出2.4个百分点，厂用电率高出1.57个百分点，凝汽器真空度低1.55个百分点，锅炉效率低2.73个百分点，供电煤耗率高出30.48g／(kWh)。由此可见，现运行的早期国产引进型300MW机组各项经济性指标与同类型进口机组相差甚大，机组经济效益不能得到充分发挥。

通过制造厂、设计院多年对引进技术的消化、吸收和改进，新型机组的经济性和可靠性得到大幅度的提高，机组实际运行的各项要求基本达到设计值。如哈尔滨汽轮机厂对300MW的机组汽轮机内部结构在将近20年内进行三次较大的改进，目前73B型机组的效率、可靠性、经济性等远优于早期产品。

(三)进行技术改造的必要性:

1、从汽轮机本身的角度来看

大唐石门发电有限责任公司＃1、＃2机组于1995年12月，1996年9月分别投产，属哈尔滨汽轮机厂73型产品，出厂编号为73N16、73N17。由于该型号的机组是早期引进的技术，由于设计和加工等多方面的原因，机组在投产后高中压本体存在各段轴汽参数超标、高中压缸效率低、经济性差、各项指标远偏离机组设计参数等问题。机组经过10多年的运行，由于设备的不断损耗，

这些问题目前变的更为突出。根据我们的调研，其他同型号机组的问题基本相似。表－1表－2为我公司2005年的试验数据，表－3为其他厂同类型机组的运行参数对比：

表－1 #1、#2机组额定工况抽汽参数

额定工况设计值#1机组300MW工况#2机组300MW工况

压力(Mpa) 温度

(℃)

压力

(Mpa)

温度

(℃)

压力

(Mpa)

温度

(℃)

主蒸汽16.67 537 16.35 536.60 16.30 534.92 一段抽汽 5.927 383.1 6.70 420.43 6.46 411.55 二段抽汽 3.622 316.7 4.16 360.8 3.97 345.12 再热蒸汽 3.26 537 3.79 536.78 3.63 535.85 三段抽汽 1.84 433.6 1.91 455.82 1.83 456.75 四段抽汽0.811 334.6 0.91 339.33 0.85 335.28 表－2 ＃1、＃2机组额定工况计算结果

项目单位设计值＃1机试验值＃2机试验值主蒸汽压力Mpa 16.67 16.3356 16.3084

主蒸汽温度℃537 536.6021 534.9267 主蒸汽流量T／H 911.0 980.6655 995.5093 高排汽压力Mpa 3.662 4.2181 4.0292

高排汽温度℃316.7 361.4363 345.2656 再热汽压力Mpa 3.26 3.7930 3.6335

再热汽温度℃537 536.7809 535.8563 中排汽压力Mpa 0.795 0.9027 0.9544

中排汽温度℃334.27 337.5469 336.5103 排汽压力Mpa 5.39 8.9438 7.6634

给水流量T／H 911.0 950.3245 962.6327 给水温度℃272.3 263.9031 271.8972 试验电功率MW 300.168 289.8859 291.0205 试验热耗率KJ/kw.h 7954.9 9025.7337 8856.9213 试验汽耗率g/kw.h 3.035 3.3829 3.4208

修正后功率MW 300.168 303.0717 294.1241 修正后热耗率KJ/kw.h 7954.9 8804.5657 8719.1337 高压缸内效率％88.22 71.8388 78.1123

中压缸内效率％91.64 88.3808 94.5883

表－3

名称 设计值 西柏坡＃2 2003.5 妈湾＃2 2006.6 妈湾＃1 2006.6 渭河＃6 2004.10 渭河＃5

2005.11

功率MW 300 300 294 270 303.6 303 主蒸汽压力

MPA 16.7 16.85

16.4

16.4

16.81 16.95

主蒸汽温

度℃ 537

535.6

535 540 537 536.4

调节级压力

MPA 12.11 12.94

11.9 11.9 11.93 12.01

调节级温

度℃

488 483.3 一抽压力MPA 5.9 6.53 6.2 6.4 6.01

6.096

一抽温度℃ 383

402.4 401 402 369.1 393.5 高排压力MPA 3.66 4.02 3.95 3.6 3.626 3.825 高排温度℃ 317

339.2

339 334 334.9 339.9 二抽压力MPA 3.62 4.02 3.8 3.52 3.626 3.825 二抽温度℃ 317

339.2

343 343 334

339.9

三抽压力Mpa 1.84 1.88 1.74 1.64

1.707 1.79 三抽温度℃

433.6 449.8

443

（460） 463

465.2 431.6 高压缸效率% 88.22 79.42 中压缸效率% 91.64 89.28

主蒸汽流量

911 1062.6 933 900 919 924

t/h

汽耗kg/kwh 3.04 3.52

热耗kJ/kwh 7955 9225.1

凝汽器压力

4.9 9.87 7.3

5.6 5 5.9

Kpa

从上述三表中可以看出,各厂的实际值与设计值相比，存在较大的差距，有进行技术改造的必要。其中我公司和西柏坡的机组经济性最差、安全可靠性低,而西柏坡电厂已进行了改造。

2、从主要辅机的角度来看

我公司＃1＃2机为汽轮机配套的三台高加是哈尔滨锅炉厂生产的，是按汽轮机设计热力系统超压5％工况进行设计的。其最初设计参数如表－4

表－4

＃1高加＃2高加＃3高加

型号JG－1100-2-1 JG－1180-2-2 JG－820-2-3 P工作max Mpa 6.13 3.72 1.64

T工作max℃376.3 311.3 424.3 由于实际的抽汽参数高于三台高加的设计参数，我们要求哈尔滨锅炉厂重新核算，后来将三台高加的设计参数作了调整，已到高加设计材质的承受极限，见表－5：

表－5

＃1高加＃2高加＃3高加

型号JG－1100-2-1 JG－1180-2-2 JG－820-2-3

P工作max Mpa 6.77 4．29 1.96

T工作max℃400 375 450

即使作了调整，＃1＃2机在满负荷时的实际抽汽参数仍然有超出高加设计运行参数极限的情况，对三台高加的安全运行构成了重大隐患。

(四)调查研究的主要依据、过程及结论:

我公司＃1、＃2机组为哈尔滨汽轮机厂早期生产的73型机组，该机型高中压缸效率低、抽汽参数严重超标、经济性差、安全可靠性低，尤其设备经过多年运行的损耗，该问题进一步突出，已严重制约我公司可持续性发展。目前哈尔滨汽轮机厂对引进型300MW机组的技术进行多年的消化和吸收，已发展到生产73B型机组，该机组良好的经济性和运行的稳定性已得到普遍的认可。如对73型机组采取73B型机组技术进行改造，可以取得较好的效果。

我国目前安装哈尔滨汽轮机厂生产的引进型73型300MW机组共计约31台，该类型机组普遍存在高中压缸效率差，热耗偏高，轴汽参数超标等缺点，各项指标与机组的设计值相差较大。针对机组的实际情况，各电厂进行了不同规模的技术改造，这些改造大大地提高机组的可靠性和经济性。

根据我公司机组运行的实际情况，厂部在2002年、2004年和2006年安排我公司技术人员对相关单位进行调研考察。2002年对陕西

渭河电厂进行调研，考察该机组改造后的运行情况。渭河电厂共计4台300MW机组，其中＃3、＃4机组为上汽生产的四缸四排汽机组，＃5、＃6机组与我公司同类型哈尔滨汽轮机厂生产73型机组，存在与我公司类似的问题，02年该厂对＃6机组的高压缸调节级汽封和隔板汽封进行改造，机组高压缸的效率有较大的幅度提高，但机组的各段抽汽参数与设计值相差较远，没有从根本解决问题。2004年根据西柏坡电厂改造成果的反馈，公司再次组织部分技术人员到西柏坡电厂、哈尔滨汽轮机厂、铁岭电厂进行相关调研。西柏坡电厂＃1、＃2机组为哈尔滨汽轮机厂生产73型300MW机组第四台、第五台，92年左右投产。机组投产后的运行情况与我公司基本一致，02年、03年分别对两台机组进行较大的通流改造，机组改造后效果较明显，如图表－6为＃1机组改造后对比情况：

表－6 西柏坡电厂＃1机组改造后效果对比表

项目单位设计值改造前改造后

日期2001．03．02 2003．12．17

负荷MW 300 304.35 309

主汽压力MPa 16.67 17.117 16.7

主汽温度℃537 537.8 537.7

调节级压力MPa 12.11 12.258 11.73

调节级温度℃462

高排压力MPa 3.66 3.996 3.7

高排温度℃317 342.4 330

再热汽压力MPa 3.487 3.691 3.5

再热汽温度℃537 534.8 544.1

1抽压力MPa 5.9 6.374 5.93

1抽温度℃383 405.7 390

2抽压力MPa 3.62 3.996 3.62

2抽温度℃317 342.4 329

3抽压力MPa 1.84 1.806 1.76

3抽温度℃433.6 452.3 460

高压缸效率% 88.22 76.84 84.3

中压缸效率% 91.64 91.03 91

从上表可以看出，设备经过改造后，机组的各项性能得到大幅度的提高，机组的各段抽汽参数能控制在安全合理的范围内，高压缸的效率虽然还没有达到设计值，按提高幅度较大。由于＃1组改造后机组的性能得到提高，2003年12月该厂对＃2机组进行类似的改造，同样取得较好效果。表－7为＃2机组改造后对比情况：表－7

名称设计值改造前

5+24.5％改造后（五阀全开）

功率300MW 300 300 主蒸汽压力MPA 16.7 16.85 16.6

主蒸汽温度℃537 535.6 535

调节级压力MPA 12.11 12.94 11.97

一抽压力MPA 5.9 6.53 6.0

一抽温度℃383 402.4 389

高排压力MPA 3.66 4.02 3.75

高排温度℃317 339.2 328

二抽压力MPA 3.62 4.02 3.63

二抽温度℃317 339.2 327

三抽压力MPA 1.84 1.88 1.81

三抽温度℃433.6 449.8 454

高压缸效率% 88.22 79.42 82.2

中压缸效率% 91.64 89.28 89.9

发电煤耗g/kwh 297.5 345.6 311.4

主蒸汽流量t/h 911 1062.6 982.2

3.04 3.52 3.15

修正后汽耗

kg/kwh

7955 9225.1 8199

修正后热耗

kj/kwh

凝汽器压力KPA 4.9 9.87 6.24

2006年3月，厂部再次组织相关技术人员到西柏坡电厂，哈尔滨汽轮机厂落实改造情况，调研在我公司实施的可能性。

结论：通过多次调研了解，将73型300W机组进行73B技术改造，机