


凝汽式或抽凝式汽轮使用凝汽器存在冷源损失,在使用过程中具有发电煤耗高的缺陷,须将其改造成为热电比大与热经济性好的背压式汽轮机。受我国能源政策以及汽轮机自身因素等的影响,大多企业自备电站中,许多凝汽式或抽凝式汽轮机长期处于闲置的状态。例如,凝汽式汽轮机发电的热电比与热电效率非常低,不能满足国家的政策要求而被迫停运;抽凝式汽轮机的抽汽参数满足不了供热需要而被长期闲置。因此,为满足企业的供热需求与长期的规划需要,有必要将这些汽轮机组改造成为性能良好的背压式汽轮机组,在保证较少投资的前提下,提高汽轮机组的能源利用率。
改造方案一:改造原有汽轮机的结构
某化工生产厂拥有一台C1.5-4.9/ 0.981型的抽凝式汽轮机组,进汽参数3.435 MPa,435.5℃,排汽压力0.00805MPa,抽汽压力0.495MPa。这一抽凝式汽轮发电机组共有7级汽轮机,分别分布在抽汽口前后的高低压段中。其中,有1个压力级和1个双列调节级的汽轮机分布在抽汽口前的高压段中,而抽汽口低压段中分布有4个压力级和1个双列的低压调节级。当该发电机组的抽汽流量与额定进汽量分别为5.5t/h,12.5 t/h的情况下,其发电功率达1550KW。
1)若用汽压力较低,改造方案中,可以设置压力匹配装置,其的驱动蒸汽为原来的抽汽,从而对汽轮机的排汽进行抽吸。将该抽凝式汽轮发电机组的末级与隔板摘除,叶轮不动,并去除动叶,经过最初的计算再随时配合压力匹配装置的热力计算设计,对气动热力进行反复的迭代计算,最终将其抽汽量在此基础上,对高压段与低压段各级的工况热力进行计算。
经改造后,排汽势必会由原有的排汽口排出,从而造成后汽缸的温度大幅升高,最终导致其过大的膨胀,引起后轴承座被上抬,使改造后的汽轮机在运行中的安全性难以保证。因此,在改造过程中,必须采取有效的措施,将后汽缸的温度控制在合理的范围内。
解决对策。(1)采用喷水装置与压力匹配装置。可在汽轮机的高压段的某级或者是调节级中,进行打孔抽汽,从而用于压力匹配装置的驱动蒸汽,然后在缩放喷管中加速,形成超音速气流与低压,从而对汽轮机的排汽进行抽吸,两股蒸汽在扩压管中混合并进行升压操作,从而满足所需供热参数的要求。在这一过程中,要对汽轮机通流部分的热力进行详细地计算,并随时配合压力匹配装置,对排汽量与抽汽量两者比例要反复计算,得出准确的比例值。从而保证在原有排汽口中实现0.15MPa的压力,从而经喷水装置冷却为饱和蒸汽。另外,喷水装置喷水量的确定要根据汽缸的温度进行控制。
改造后机组在运行中, 热效率与热电比分别为76.15%与9.85,为原有机组在纯凝工况环境下的5倍以上。
这个方案,实施难度较大,对方案的确定和后期的运行要求都很高。实际实施起来问题较多,需要有非常专业的团队才能完成。但是投资较少。
2)若需要的蒸汽压力较高,例如0.981MPa,则可以将抽气口后部的叶轮保留去掉隔板和叶片,在低压蒸汽室位置设置多级汽封。此种改造,进汽量受到抽汽口大小的限制,功率一般不高,效率也偏低。

改造方案二:拆除原有汽轮机,更换新高效背压式汽轮机
以上述C1.5-4.9/0.981汽轮机为例,将汽轮机以及相关腹肌拆除,保留发电机不动,可以将油系统保留,最大程度的利用旧设备。更换新的汽轮机,可以根据需求,将汽轮机效率最大化,从长远来看多投入的钱,可能2-3年即可收回成本。
将原有的汽轮机基础进行修补,以适应新的背压式汽轮机,修补的费用一般很低10~20万之间。因为可以利用部分旧设备,所以新汽轮机的投资也相对较少。
目前很多业主都选择重新上一台高效率的背压式汽轮机,其效率要比利用旧机改造高8%~12%。效益非常可观。



