大唐七台河发电有限责任公司600MW亚临界机组通流改造经验交流

精美实用、框架完整的年终总结、工作汇报、新年计划PPT国产600MW亚临界机组综合升级改造经验交流2017年9月大唐七台河发电有限责任公司宋超公司概况及改造背景改造项目方案概述改造项目过程管理实施后节能减排效果第一部分机组概况机组实施改造技术前存在问题分析改造项目提出的背景公司概况及改造背景大唐七台河公司总装机容量1900MW，一期350MW汽轮机是美国GE公司生产的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、冲动凝汽式汽轮机。二期600MW汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式机组。1.机组概况•4号机组两次3VWO工况下，汽轮机高压缸效率平均值为82.39％，比设计高压缸效率87.74％低5.35％；中压缸效率为88.15％，比设计中压缸效率93.59％低5.44％；低压缸效率为79.38％，比设计低压缸效率89.11％低9.73％。（1）缸效率偏低2.机组实施改造技术前存在问题分析影响热耗分布图原因分析：•1）高、中、低压缸通流部分的动静间隙较设计值大，使级间漏汽量增大，直接影响级段效率；•2）高、中、低压缸通流实际加工质量与设计有偏差；•3）高、中压缸之间平衡盘汽封间隙较大，造成漏至中压缸的蒸汽增多，高压缸相对内效率下降；•4）汽轮机低压内缸变形或者中分面螺栓紧力不足，使中分面漏汽量增大,部分低压缸进口蒸汽没有做功，直接通过中分面漏到五、六抽腔室，导致五、六抽温度显著上升，低压缸效率降低。（1）缸效率偏低2.机组实施改造技术前存在问题分析•三阀全开工况下，4号机组高、中压缸平衡盘漏汽率为3.542％，比设计值0.999％高2.543％。原因分析：•一是制造厂给出的设计值偏小；•二是机组安装期间，动静间隙调整过大所致。（2）高、中压缸之间平衡盘漏汽量偏大2.机组实施改造技术前存在问题分析改造前机组高中压模块•3VWO工况下,五段抽汽温度平均为268.87℃，比设计值237.60℃高31.27℃；六段抽汽温度平均为224.10℃，比设计值141.50℃高82.60℃。（3）五、六段抽汽温度偏高2.机组实施改造技术前存在问题分析原因分析：•低压内缸变形，低压缸进口蒸汽通过中分面漏到五、六抽腔室，导致五、六抽温度显著上升。低压内缸变形的主要原因有低压缸不对称结构设计，导致运行中产生不均匀的温度场；低压内缸是比较大的铸造件，原始设计刚性较差，易发生缸体变形。由于低压内缸螺栓安装位置所限，无法拧紧也可能是抽汽温度超温的原因之一。改造前机组低压模块3.改造项目提出的背景随着大唐七台河发电有限责任公司4号机组暴露的问题的逐渐增多，我公司组织专业人员深入探索，广泛调研，并多次组织设备制造厂家的技术人员深入探讨提高汽轮机效率的成熟解决方案，将改造项目的实施提升至重要日程。第二部分高中压部分低压部分联通管改造改造项目技术方案概述汽封改造低负荷脱销反应效果明显烟气余热利用改造引增合一改造1.高中压部分1.1高中压采用新型反动式叶片优化气动性能，将高压部分的通流级数增加3级，中压部分增加3级；合理分配各级焓降提高缸效，同时进一步降低低压缸的进汽参数，为低压缸增效奠定基础；高中压动、静叶片1.高中压部分1.2高中压隔板由原来的焊接隔板改为装配式隔板，以消除焊接过程中的变形，减少漏汽损失；高中压装配式隔板套1.高中压部分1.3采用整体铸造式高中压内缸结构，代替原机组中的高压内缸、高压隔板套、高压进汽侧平衡环、中压隔热罩、中压1号隔板套等结构，减少漏汽损失；整体铸造高中压内缸1.高中压部分1.4优化高中压进排汽结构，降低进排汽部分的损失；高中压平衡环1.高中压部分1.5增加0号高压和4.5号低压抽汽口，增设0号高加、4.5号低加；提高给水温度和回热系统效率，提高部分负荷的运行经济性；新增加的0号高压加热器和4.5号低压加热器1.高中压部分1.6小间隙汽封技术应用，由原0.75mm汽封间隙下限降为0.30mm，大幅度降低级间漏汽量。小间隙汽封1.高中压部分1.7增加3号高加蒸汽冷却器，由于中压缸中间抽汽级的抽汽温度较高，其过热度较大，直接加热给水会降低机组循环效率，采用外置蒸汽冷却器先加热高温给水可提高给水温度4-5℃，提高汽轮机内效率0.2%左右。增加外置蒸冷器后，既降低机组热耗，同时改善三号高加运行工况环境。2.1低压缸由原来的三层缸改为两层缸结构，即原低压1、2号内缸合为1个低压内缸，下缸抽汽口与抽汽管道间采取焊接方式；2.低压部分2.2改善汽缸螺栓尺寸和布局，提高内缸螺栓材质，增大螺栓紧力，减少结合面变形和漏汽；低压内缸上、下半及中分面螺栓分布低压下部抽汽孔2.3重新设计低压电、调端隔板套，将隔板套外缘往外扩300mm左右，减少汽缸支撑，改善隔板套螺栓尺寸和布局；2.4隔板套中分面加密封键，减少中分面的漏汽量；2.5隔板套轴向定位面处增加环形挡汽片，减少漏入5、6段抽腔室的汽量；2.低压部分低压隔板套2.6低压部分采用新型反动式叶片，优化机组低压气动性能，配合进汽参数下降将低压部分的通流级数由7级降为6级。2.低压部分低压动静反动式叶片采用小间隙摩擦启动汽封形式，“小间隙启动方式”允许进一步减小汽封的径向间隙（最小可达0.30mm左右），但汽封径向间隙太小，在启动时容易导致汽封片同转子发生摩擦，引起机组振动，甚至损坏转子或动叶片。此种汽封可以在汽轮机启动过程中允许同转子摩擦，而不至于引起汽轮机过大的振动，同时不会磨损转子表面，最终达到降低蒸汽损失的目的。原联通管弯头属于带格栅直角弯头，节流损失大，而且，格栅容易发生断裂，造成冲击低压转子叶片事故。改造后采用最新的热压弯头技术取消格栅板，既减少了节能损失又增加了机组安全性，一举两得，节能降耗意义重大。3.联通管改造4.汽封改造高中、低压小间隙汽封5.低负荷脱销反应效果明显6.烟气余热利用改造增加0号高加后，在机组低负荷运行期间增加省煤器入口给水温度，从而提高省煤器出口烟温，使其达到脱硝最佳反应温度区间。因省煤器出口烟温升高而带来的排烟温度升高问题，通过增加烟气余热利用系统，将热量进行回收，并分别加热凝结水、采暖水和生活水。不仅解决了排烟温度升高的问题，又开拓了当地的热水市场为公司创收。在社会效益方面，能够较大份额的替代、取缔当地的小型燃煤热水炉，为当地的环保事业做出了突出的贡献。7.引增合一改造因烟气余热利用系统的上线运行，导致锅炉烟道阻力增加，需要对引风机进行提压改造。锅炉尾部的风机配置是2台引风机和1台增压风机，如选择对风机进行提压改造的方案，不仅改造费用高，而且增加了风机的电耗。综合考虑，选择了采取增引合一的改造方案。改造费用有所降低，且改造后的风机节省约20%电耗。脱硫增压风机和引风机合并改造风道示意图第三部分多方协调，设计制造和检修准备齐头并进严抓过程管理，强化质检验收，保证施工质量改造项目的过程管理我公司4号机组综合升级改造工作于2015年4月1日集团公司批复，随后立即与主机厂签订技术协议与合同。9月5日开工，边施工边到货，10月17日最后一批备件到厂，11月25日完工，整体工期历时82天。1.多方协调，设计制造和检修准备齐头并进。本体和热力系统改造设计分别由哈汽和东北院承担，公司充分发挥业主整体沟通协调作用，组织几家单位先后两次召开设计联络会，重点解决前期准备工作及各单位间协作问题。同时组织图纸审查会，重点对改造的接口尺寸与互相配合尺寸进行审核，确保改造供货部件与图纸一致。公司与中唐电签订监造合同，委托第三方开展汽轮机部件生产加工过程的监造工作，重要质检点公司都派专人到汽轮机厂参加三方验收确认，保证部件合格率同时也保证供货周期可控在控。1.多方协调，设计制造和检修准备齐头并进。同时，公司根据技改项目全过程管理规定，制定安全、组织、技术措施及施工方案。按照《火电厂发电机组A级检修管理导则》的要求，提前完成A级检修管理手册、大修网络图、定置摆放图、作业指导书、检修项目计划、备品备件计划、试验项目计划、设备异动申请、机组试运大纲等22大项前期准备工作。2.严抓过程管理，强化质检验收，保证施工质量。2.严抓过程管理，强化质检验收，保证施工质量。在改造实施过程中，公司严格按照技改原则，通过组织保证和技术保证，确保工程的顺利实施。为此，公司制定全面管理的技改管理体系，明确各部门、各岗位在技术改造工作中的职责，理顺关系和工作流程，顺利推进本次改造工作，确保材料质量及工程质量，节约技改资金。并始终遵循“以安全生产为基础，以经济效益为中心，以提高发电设备可靠性为手段，以节能降耗为重点”的工作理念。安全管理方面，公司强化作业人员安全教育，实行倒班制度杜绝疲劳作业以及安监人员不定期现场检查等方式，有效保证了人员安全；强化现场准入及缸上作业管理规定，设专人检查登记上缸人员携带工器具，扣缸前所有连接管道及孔洞内窥镜检查，有效保证了设备安全。强化大型起重作业、高处作业和交叉作业专项管理措施控制了改造主要安全风险。强化文明生产、成品保护、定置摆放及标准化施工，维持安全作业环境。每周一期“改造专项检查通报”，及时对现场不安全行为曝光和学习动态控制了安全隐患。第四部分实施后节能减排效果4号汽轮机改造后热力性能试验进行了定压3VWO、2VWO和滑压50%THA工况，以这3个工况的最终热耗率和电功率拟合曲线，查得100%THA工况热耗率为7777.56千焦/千瓦时，75%THA工况热耗率为7842.87千焦/千瓦时，50%THA工况热耗率为8181.78千焦/千瓦时，分别比设计值低12.44千焦/千瓦时，65.13千焦/千瓦时和8.22千焦/千瓦时，煤耗降低13.99克/千瓦时，年节约标煤41970吨，折合成本1804.71万元。0号高加改造后，在低负荷运行期间，省煤器出口烟温提高了约20℃，脱硝氨耗量较改造前减少约10kg/h。有效解决了机组低负荷期间，SCR反应器入口烟温低于设计值而带来的安全、环保隐患。烟气余热利用改造后能够收回烟气余热1.5万千瓦，可向当地提供生活热水167吨/小时，每年收益达191.44万元。增引合一改造后年度可节约电费185.44万元，同时大大提高了机组的可靠性。改造后机组综合性能指标处于国内同类型、同容量机组的最高水平，是目前国内所有同类型机组中改造效果最明显的机组，对国家电力装备的发展起到了积极的示范及引领作用。据统计，一吨煤燃烧所产生的污染物约为41.37千克，改造后的七台河4号机组每年将减少近1736吨污染物的排放。有统计数据显示，一亩树林每年可吸收1.5吨的污染物，据此推算，七台河4号机组每年减少的污染物排放量相当于每年植树1157亩，为国家节能环保作出了突出贡献。2016年12月，基于该项目的科技成果获得中电联颁发的“全国电力职工技术成果奖”一等奖，是集团公司唯一获此殊荣的基层企业。2017年5月，改造后的4号机组连续运行四百多天后，获得中电联颁发的“2016年度能效对标及竞赛”亚临界湿冷机组一等奖；2017年6月，获得国家能源局和中电联颁发的“2016年度发电可靠性金牌机组”荣誉称号。