采用旋转隔板供汽机组经济性优化研究

摘  要：该公司配置2台300 MW汽轮机组，采用节流旋转隔板对外供工业蒸汽。近年来机组运行负荷率、供汽量均大幅度降低，加上煤炭价格高位运行，公司处于亏损边缘。该文对低负荷供汽工况节流损失对经济性的影响机理进行了分析，指出了当前供汽方式的不足，提出了采用冷再抽汽减压供汽方案，并对2种供汽方式对经济性的影响进行了定量计算，实施后能够提高机组经济性。

关键词：旋转隔板;节流;做功能力;经济性

中图分类号：TK12              文献标志码：A

0 引言

工業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;采用节流中压缸旋转隔板或低压缸进汽调节门憋压法，其中前者为机内节流调节，后者为机外节流调节;采用高压蒸汽通过压力匹配器引射低压蒸汽混合法。3种供汽方式均会产生蒸汽的节流损失，因此供汽方式的选择，必须结合机组运行负荷率、供汽能力、汽轮机特性等边界条件进行综合计算分析后确定。

该文针对某公司5、6号机组供汽经济性差问题进行了分析研究，得出主要原因为低负荷节流旋转隔板供汽造成汽轮机内效率降低。对节流影响经济性的机理进行了分析，提出了冷再蒸汽减压对外供汽方案，实施后能够大幅度提高机组经济性。

1 现状分析

某公司5、6号机为东方汽轮机厂制造的330 MW供汽机组，设计供汽流量200 t/h，主要为某铝业公司供汽，单台机组能够满足供汽要求。工业抽汽设置在汽轮机中压第6级后，即中压第7级隔板为可调整旋转隔板，通过油动机带动旋转隔板转动环，改变转动环窗口的相对位置，调整供热抽汽压力和流量满足工业抽汽的要求。

2016年以前，供汽流量较高，维持在150 t/h以上，5、6号机负荷率在80%以上，机组运行经济性较好。2017年，由于铝业公司自备供汽机组的投运，该公司对外供汽量大幅度降低。查阅2018年度指标台账，5、6号机平均负荷约为250 MW，对外供汽流量约为22 t/h。低负荷供汽需要大幅度节流旋转隔板，高排压力、温度以及四抽压力、温度均大幅度上升，机组高、中压缸效率均降低，经济性降低。

2 蒸汽节流影响经济性的原理及原因

2.1 蒸汽节流影响经济性的原理

蒸汽节流为等焓熵增过程，节流后蒸汽压力和温度均降低，如图1所示。p1为节流前蒸汽压力，t1为节流前蒸汽温度，p1'为节流后蒸汽压力，t1'为节流后蒸汽温度，△Ht为未节流理想比焓降，△Ht'为节流后理想比焓降，因节流造成的理想比焓降损失δhmac=△Ht-△Ht'，蒸汽的理想比焓降和实际比焓降降低，导致做功能力下降，计算缸效率降低，从而影响机组的经济性。

2.2 导致蒸汽节流的原因

查阅历史运行数据，5、6号机组只有在300 MW以上负荷时，旋转隔板不需要节流，四抽压力能满足供汽压力要求。这主要是早期的工业抽汽端口设计以机组满负荷为基准，而实际运行多在75%负荷而导致的结果，从而引起现有机组供热时的经济收益不明显甚至亏损。

3 优化改造方案

查阅5、6号机历史数据，在160 MW及以上负荷，冷再压力、温度能够满足供汽要求，只需要降低冷再供汽压力。在机组大小修时，5、6号机各增加一路冷再抽汽减压后对外供汽，原旋转隔板供汽保留。改造后在满足锅炉再热器不超温的前提下，单台机组冷再抽汽量为40 t/h。

正常运行中，当供汽流量<80 t/h时，由2台机组冷再减压后对外供汽;当供汽流量>80 t/h，投入一台机组旋转隔板对外供汽。

4 优化改造前、后经济性比较

按照2018年度工业抽汽供热量、负荷率计算，采用冷再抽汽减压供汽比旋转隔板供汽年收益多2 573万元，详细数据见表1。

5 结论

该文通过对某公司5、6号机工业供汽经济性进行研究，得出如下结论：

（1）工业供汽机组的经济性分析，应综合考虑机组负荷率、供汽量、汽轮机特性等边界条件进行。

（2）采用旋转隔板供汽方式对汽轮机内效率影响较大，当机组负荷率、供汽流量明显降低时，应改造为冷再抽汽。

参考文献

[1]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.

[2]宗绪东，孙奉仲.配汽机构对汽轮机组经济性的影响及优化研究[J].汽轮机技术，2015，57（6）：475–476.

[3]孙士恩，高新勇，庞剑锋.工业抽汽机组供热改造的变工况热经济性分析[J].汽轮机技术，2016，58（4）：301–302.