纯凝汽机组改造为供热机组的可行性探讨

电力18讯：    摘  要：对60年代生产的N50-8.83型凝汽式汽轮机，在基础系统及辅机等尽可能不变的前提下，改造为供热抽汽凝汽式汽轮机，同时进行通流部分节能改造，经过热力计算、结构分析和方案比较，认为该型机组的改造在技术上是可行的，经济上是合理的。
    关键词：纯凝汽式机组；技术改造；供热机组

1概述
    热力发电厂主要的热负荷一般是该区域内的工业生产用汽和采暖用汽。目前一些城市受热电厂供热能力的限制，许多热用户还依靠中小锅炉供热；即使已使用热电厂汽源的用户，有不少还保留着自己的小锅炉，以备供热高峰时短期使用。为缓解这种供热紧张局面，彻底解决此问题，一般采取新建供热机组或将中小型纯凝汽机组改为供热机组的措施，以消除或减少城市的中小型锅炉，降低大气污染，提高社会整体效益。
    下面对保定热电厂一台N50-8.83/535型纯凝机组改造为C50-8.83/0.98/535型供热机组的方案进行研讨，以便得到更好的技术经济性能。
1.1机组现状
    该N50-8.83/535为单缸冲动凝汽式机组，由北京电力修造厂生产，投产于1973年3月。本机有7段抽汽，分别供4台低压加热器，一台除氧器，2台高压加热器。各抽汽在经济功率（45 MW）时各抽汽的参数见表1。



　

1.2改造原则
    a. 安全可靠性第一采用的改造技术和结构部件安全可靠，消除原机组改造范围内的缺陷及薄弱环节。
    b. 根据国家四部委《关于发展热电联产的若干规定》和国家经贸委《关于关停小火电机组实施意见》文件的精神，确定退役凝汽机组改为抽汽机组后的年均热电比大于50%，总热效率大于45%。
    c. 以热定电，按配套锅炉设备的额定出力220 t/h时，力求尽量增大供热量，以满足工业抽汽的要求。
    d. 以运转平台基础和轴承跨距不变动进行结构设计，便于施工，利于降低成本。
    e. 尽量采用当前国内最先进的同类型机组成熟的改造技术，力求节能降耗，提高经济性。
    f. 尽可能保留原凝汽机组的可用部件及附属设备，减小改造范围。
    g. 自动主汽门、调速汽门安装位置不变，与凝汽器接口形式不变，与发电机的连接方式不变。
    h. 改造后抽汽量在0～100 t/h范围内任意调节，纯凝汽工况最大连续运行功率为50 MW；在抽汽量100 t/h时，最大电功率为40 MW。
    i. 优化回热系统设计改造后不影响回热系统设备的安全运行，补水采用凝汽器补水方式。
    j. 改造后的机组可以视同新机，可延长机组寿命。
2改造方案
2.1方案比较
2.1.1方案一：增大向外供热的非调整抽汽量
    三段抽汽孔扩大，其余部分不变。据计算供热抽汽量能达到30 t/h，且抽汽量将随着负荷变化而变化。优点是改造费用低，约20 万元，但此改造抽汽量太小，远不能满足供热市场需求，且热电负荷调整不方便，供热压力也不稳定。
2.1.2方案二：改为调整抽汽机组
    调整方式采用旋转隔板调整，即去掉压力级第七到第十级，改装为旋转隔板。为此需要更换前缸、中缸、转子、部分隔板套、前汽封环、调速器、转速变换器等。需要增加的部件有旋转隔板、油动机、抽汽逆止门、压力变换器等。另外还有一些部件、调速系统及保安系统需要作相应改动。改造后，抽汽量可达60～100 t/h，随着抽汽量的增加，电负荷要下降，当热负荷到100 t/h，电负荷估计在36～38 MW范围内。
2.1.3方案三：改调整抽汽机组的同时对通流部分作优化设计
    本方案改造范围与方案二基本相同，不同点是将机组改为可调整抽汽机组的同时，采用全三维技术对通流部分进行优化设计，使机组内效率达到90年代世界先进水平。改造后的抽汽量可在0～100 t/h范围内调整，热耗值比不采用全三维技术改造的机组下降627 kJ/kWh 以上，相当于煤耗下降6.98%。本方案的改造费用预计800万元左右。
2.2方案确定
    考虑到机组改造后的运行稳定性、可靠性及经济性，经过对3种方案的技术比较，认为方案三较可行，即凝汽机组改为可调整抽汽机组的同时进行汽轮机通流部分改造，提高汽机内效率(典型工况见表2)。这样，可以在充分利用原有设备及其潜力的前提下，以最小的投资争取获得最大的收益。
2.3改造方案简述
    通过热力计算初步确定，将原机组的一个调节级+21个压力级改造为一个调节级+9个压力级+抽汽调节级+9个压力级的形式。去掉的3个压力级改设一个进行抽汽压力调节的旋转隔板。新设计的调速系统在确保抽汽压力稳定的同时，对机组的转速或负荷<