靜葉片

大唐琿春發電有限責任公司（以下簡稱琿春發電公司）2台100MW汽輪發電機組，鍋爐系武漢鍋爐廠製造的WGZ410100/54010型直吹式燃煤鍋爐, 汽輪機系哈爾濱汽輪機廠製造的N10090/535型汽輪機，分別於1988年12月和1989年10月移交生產。投產初期，機組能耗偏高，近年來通過對主輔設備的多次節能技術改造，機組能耗明顯降低，廠用電率大幅度下降，經濟效益顯著提高。

1　高、低壓缸通流部分改造：100MW汽輪機設計和投產年代較早，其經濟性已遠落後於當代汽輪機水平，經濟性差。為提高機組出力，降低發電煤耗，節約能源，延長機組壽命。琿春發電公司利用1、2號機組大修機會，將汽輪機轉子，隔板及隔板套返廠進行改造。哈爾濱汽輪機廠參考200MW汽輪機高、低壓缸改造的成功經驗，對100MW汽輪機高、低壓缸進行了通流部分改造，按汽輪機全三維設計技術進行結構設計。

1.1　改造所採用的先進技術和措施

（1）噴嘴組採用子午面收縮型靜葉柵；靜葉全部採用高效后載入葉型；部分靜葉片採用複合彎扭成型全三維設計葉片。 （2）高壓2～7級隔板靜葉為內外圍帶焊接結構；12～25級和低壓2×5級由鑄鐵隔板改為焊接鋼隔板。（3）全部動葉均採用自帶冠結構，頂部加裝3～4道汽封齒。（4）調節級動葉型線進行優化，調整安裝角，增大通流面積，減小型線損失；其他所有動葉型線改用高效葉型。（5）採用光滑子午面流道；優化低壓缸速比和焓降分配；提高末級、次末級根部反動度。

1.2　改造效果。改造前後由琿春發電公司、吉林省電力科學研究院、哈爾濱汽輪機廠三方有關技術人員對1、2號機進行了改造前、后的熱效率試驗，試驗工作參照美國機械工程師學會（ASME）《汽輪機性能試驗規程》PTC 6—1972進行。試驗結果經過系統修正和參數修正，1號機發電熱耗率由改造前的9315.71kJ/kWh降至改造后的9135.21kJ/kWh,低壓缸效率提高了5.69%，年可節約標準煤4350t，改造后機組在原額定進汽量不變的情況下出力增加2MW。2號機改造后發電熱耗率降至8909.8kJ/kWh，年可節約標準煤9750t，改造后機組在原額定進汽量不變的情況下出力增加6MW，提高了機組的發電能力。

2　凝汽器改造

1、2號機N68152型凝汽器甲乙兩側，自1988年投運以來，在運行中一直存在著循環水出口溫度偏差大（相差2℃～6℃），排汽溫度有一定的偏差，兩側抽空氣管管壁溫度偏差大，偶爾有凝汽器真空短時間緩慢下降，后又自動恢復的現象。上述問題影響了凝汽器的正常工作，同時危及到機組的安全經濟運行。經過長期觀察發現凝汽器運行中甲乙兩側參數變化有下列共同點：循環水出口溫度高的一側，排汽溫度低，傳熱端差小，真空高，抽氣管熱（甲乙兩側對比）；循環水出口溫度低的一側恰相反，兩側排汽溫度差值1℃～2℃，抽氣管涼的一側管壁溫度有時基本接近周圍環境溫度。針對上述問題，公司採取一系列方法，如：檢查循環水量分配，凝汽器銅管結垢情況，對真空系統嚴密性，凝汽器汽阻等諸多因素進行了排查，最後確認凝汽器汽阻甲乙兩側偏差大。於1999年1號機停機期間，在甲側凝汽器空氣抽出口左上方外壁開了一個方孔，對其內部抽氣系統進行檢查，發現在凝汽器側壁汽室底部積存較多的水，已淹沒了部分抽氣口，上方的空氣流通方孔均正常，無堵塞現象。由於凝汽器側壁汽室積水，空氣流通渠道受阻影響了凝汽器的正常工作。經研究在甲乙兩側空氣抽出口下部堵塞處各加裝了1條25×3的疏水管，引至相對應的熱水井，讓運行中生成的積水經疏水管自流入熱井。這樣既解決了積水問題，又回收了工質。改造的機組投入運行后，實測凝汽器循環水出口溫度甲乙兩側差值下降至1℃以內，兩側排汽溫度基本一致，兩側抽空氣管溫度相同，凝汽器真空同比提高了約1kPa，相應機組發電煤耗率降低3g/kWh。2號機凝汽器也在停機期間進行了相同的改進，收到了同樣的效果。

3　迴轉式空氣預熱器密封改造

1、2號鍋爐均採用T061型迴轉式空氣預熱器，設計其漏風率為15%，設備投運幾年後，由於轉子受熱變形，軸承中心偏移，導致空氣預熱器漏風嚴重，2號爐最高一側漏風率曾達47%，使送、引風機的耗電量增長較多。

1998年6月琿春發電公司委託哈爾濱鍋爐廠對2號鍋爐2台空氣預熱器進行了密封改造。具體做法是：扇形板全部更換，並將原來分體聯接的鑄造件改為整體鋼板焊接件，並進行加工，以防變形；所有徑向和軸向密封片全部進行更換；中心重新進行調整。經上述改造后，預熱器漏風大問題從根本上得到了解決，甲 乙兩側漏風率由改造前的39.71%和25.34%，降至15.56%和12.89%。額定工況下，送引風機總耗電功率比改造前下降了456kW。每年可節省廠用電量3.192GWh。廠用電價為0.20元/kWh(以下均按此計算)，摺合人民幣6384萬元，設備改造共投入資金85萬元，投資回收期1.4年。

參照2號爐空氣預熱器改造的成功經驗，於1998年9月在1號爐大修期間除按2號爐方法進行密封改造外，還更換了所有波形板傳熱元件，並且加裝了雙密封，設備投運后，經實測甲、乙側漏風率分別由28.85%和26.62%下降至6.93%和6.69%，額定工況下送引風機總耗電功率比大修前下降了310kW。每年可節省廠用電量2.17GWh。

4　排煙餘熱利用

排煙熱損失是鍋爐運行的主要熱損失。現代鍋爐的排煙熱損失q2為4％～8％。影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度和排煙容積。降低排煙溫度可降低排煙熱損失。利用鍋爐排煙餘熱的方式很多，其中以“低壓省煤器”較有特色。它把鍋爐排煙熱量與電廠熱力系統聯繫起來，使排煙餘熱通過熱力系統在現有高效汽輪發電機組上轉變為電能，來大幅度降低鍋爐排煙溫度。公司在1999年2號鍋爐小修期間與吉林省電力科學研究院合作，在甲乙空氣預熱器后煙道上加裝了低壓省煤器。低壓省煤器水側由2號汽輪機1號低加凝結水出口引入，經低壓省煤器加熱后引出至2號低加凝結水入口。同時在低壓省煤器入出口間加裝了旁路，用一旁路門來調節低壓省煤器的過水流量，達到控制低壓省煤器出口煙溫的目的，防止低溫腐蝕程度加劇。投入后經實測額定工況排煙溫度降低約21℃。

5　泵與風機的節能改造

在電力行業中，泵與風機的耗電量約佔總用電量的75%以上，特別是老機組運行中泵與風機能耗高的問題，在一些火電廠中相當普遍，究其原因有以下幾個方面：

(1) 泵與風機的設計流量過大，壓頭過高，遠遠超過了實際需要量，以致運行中不得不關小閘閥或風門來進行節流調節，造成了無謂的節流損失。

(2) 泵與風機本身設計效率低。

(3) 由於機組參與調峰，泵與風機經常不能滿出力運行，致使泵與風機運行工況點經常偏離設計最佳工況點。

公司根據不同種類泵與風機的工作特點和運行中暴露出的問題，制定了分步實施節能改造的總方案，具體做法如下：

（1）給水泵變速調節。先後在4台DG270140C型給水泵上增裝了YT62型液力偶合器。給水泵實現變速調節后，機組在100MW負荷時的節流損失下降了1.22MPa，機組在70MW負荷時，節流損失下降4.38MPa，給水泵耗電率由過去的2.20%降至1.90%。

（2）送引風機變速調節及更換高效風機。為減小送、引風機的節流損失，先後在4台送風機上增裝YOTC800型液力耦合器，在4台引風機上增裝了YOT100/10型液力耦合器，使送、引風機耗功明顯降低。又於1999年4月2號爐檢修期間，將送風機改造為G479№18．5D型，將引風機改造為Y479№22．5F型，原有送、引風機調節擋板、液力耦合器、電動機和風機軸系不改動。投運后在額定工況下運行經現場試驗測得送風機效率由78%提高至86%，引風機效率由83．1%提高至86．5%，2台送風機總耗電功率下降了60kW，2台引風機總耗電功率下降了99kW。

（3）循環水泵換型和改雙速調節。1997年將1號循環水泵換型為山東電力科學研究院研製的G48sh22型循環水泵，該泵設計參數，流量17000m3/h，揚程18m，配套電動機不變。投運后實測額定工況下循環水泵運行效率由過去的67%提高至84%，產水量由14500m3/h提高到17000m3/h，水泵耗功卻與改造前基本持平，滿足了凝汽器的正常需水量，單機凝汽器真空提高0.3kPa。

將1號、4號循環水泵電機改造為雙速電機（高速檔485r/min，低速檔為425r/min），當循環水溫高，凝汽器熱負荷大時，採用循環水泵高速運行，當循環水溫低，凝汽器熱負荷小時，採用循環水泵低速運行。這樣既增加了循環水泵對機組變工況的適應性，又節約了廠用電。

6　結束語：目前國內100MW汽輪發電機組，普遍存在著設備能耗高，輔機耗電量大等問題。如不及時改造，必然造成極大的能源浪費。凝汽器改造以較小的投入，解決了多年來凝汽器側壁氣室積水的設備隱患，使凝汽器真空同比提高了約1kPa，機組發電煤耗率降低3g/kWh。全廠年平均廠用電率由1993年的10．11%降至1999年的7．73%，已大大低於設計值9．45%，獲得了可觀的經濟效益，提高了機組競價上網的競爭力。