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12MW凝汽機組改供熱機組的成功經驗

發布日期:2017-07-20 來源: 本網 查看次數: 1781 

核心提示:  12MW凝汽機組改供熱機組的成功經驗杜付(哈爾濱氣化廠熱電廠,黑龍江依蘭縣154854)電聯產技術的成功經驗。  熱電聯產簡介熱電聯產又稱熱化,是把熱電廠中的高位熱能用于發電,低位熱能用于供熱,合理利用能源的一種供熱方式。與熱電分產相比,熱電聯產以其能耗低、效益高的優勢,得到供熱企業的普遍認可和國家有關部門的大力支持。熱電聯產符合國家節約能源的方針政策,日益成為企業提高經濟效益必不可少的手段。

  12MW凝汽機組改供熱機組的成功經驗杜付(哈爾濱氣化廠熱電廠,黑龍江依蘭縣154854)電聯產技術的成功經驗。

  熱電聯產簡介熱電聯產又稱熱化,是把熱電廠中的高位熱能用于發電,低位熱能用于供熱,合理利用能源的一種供熱方式。與熱電分產相比,熱電聯產以其能耗低、效益高的優勢,得到供熱企業的普遍認可和國家有關部門的大力支持。熱電聯產符合國家節約能源的方針政策,日益成為企業提高經濟效益必不可少的手段。

  哈爾濱氣化廠供熱狀況哈爾濱氣化廠熱電廠是企業自備電站,安裝有三臺南京汽輪電機廠生產的汽輪機組,擔負著全廠的供熱、供電任務。其中一號機、二號機為C12-3.43/0.98型中壓、單缸抽汽式汽輪機,三號機為N12-3.43-1型凝汽式汽輪機。機組抽汽經止回閥、安全閥進入抽汽管道,再經抽汽電動門并入抽汽母管,減溫減壓后外供。

  近幾年來,哈爾濱市煤氣用量逐年上漲致使凈煤氣負荷急劇升高,同時伴有用汽項目的增加,導致氣化廠生產工藝用汽出現不足,外供蒸汽缺口達20t/h.為此,熱電廠曾經采用鍋爐3.43MPa新蒸汽經串聯截止閥節流減壓,并入壓力為0.98MPa的09-29修訂稿日期2⑴3-10-16:杜付(1975),男,學士學位,工程師,主要從事哈爾濱氣化廠熱電廠生產技術工作。

  抽汽管道,以補充外供蒸汽的不足。該節流蒸汽管道分別自一號機、二號機的隔離汽門和電動主閘門之間的新蒸汽管道引至各自抽汽電動門之前,再在各抽汽管道上加裝手動抽汽閘閥。

  以新蒸汽節流減壓方式供熱,熱效率非常低,而且產生的巨大噪音,也不利于現場工作人員的身體健康和精神狀態。同時存在的安全隱患也不容忽視,當外界蒸汽突然停用或抽汽閥門誤動,抽汽管道壓力會惡性增至新汽壓力,系統難以承受,若此時汽輪機抽汽止回閥關閉不嚴,易發生蒸汽倒流,損壞機組。考慮機組和抽汽系統的安全,降低現場噪音,按質用能以提高經濟效益,應盡量采用熱電聯產,以充分利用熱變功過程中的低品位熱能,減少冷源損失,提高循環熱效率。熱電廠決定將N12- 3.43-1型凝汽式汽輪機改造為非調整抽汽式汽輪機,機組改造應保證新汽參數不變,轉子、隔板、動葉結構不變,輔機及電機型號不變,抽汽方式為在汽缸下半部打孔抽汽,運行方式為以熱定電。

  且熱電聯產應達到抽汽量20t/h,抽汽壓力大于0.98MPa,并帶10MW電負荷的能力。

  2設計和施工方案首先結合技術要求和原機組各項參數,設計了此次改造工程的主體方案:在汽缸下半部開兩腰形孔,總面積0.0287平方米。

  開孔后,在兩孔上各對接焊過渡管段,并由法蘭、彎頭、鋼管及三通等部件與抽汽管道相連通。

  為了保護機組安全,調整抽汽壓力及流量,必須加裝相應的氣動式止回閥、安全閥、調整閥等。

  2依據高壓缸材質ZG20GrMo和過渡管段材質ZG230- 450,制定汽缸開孔并接焊過渡管段工藝方案:開孔。采用手工氣割開孔,火焰切割時應在起割點周圍100mm范圍預熱100*C以上,以避免出現淬硬現象。切割后,切割表面應將影響組對和焊接質量的凸凹不平處打磨平整并露出金屬光澤,以除盡表面氧化層和加工表面淬硬層。同時應作磁粉探傷,檢查加工坡口表面是否有淬硬裂紋及缺陷。

  焊前準備。采用手工電弧焊方法焊接,焊條應按設計圖樣規定選用,焊條不容許有受潮和銹蝕,藥皮不容許有開裂、剝落、發霉等現象。焊條需嚴格按說明書烘干,放入保溫箱中隨用隨取,以降低焊縫含氫量。焊接坡口及周邊20mm內需清理干凈,去除油污、銹蝕、氧化皮、飛濺物等雜質,避免出現氣孔等缺陷。

  預熱。焊接預熱,采用履帶式加熱器局部預熱,預熱溫度250~300*C,裝配定位點焊處也應局部預熱。預熱措施可以防止淬硬組織的產生,防止焊接接頭產生裂紋,且使焊縫具有良好的機械性能,減少部分焊接應力。

  焊接。采用多層多道焊,并盡量使焊道彼此重疊,以加強焊縫自回火,以降低焊縫收縮應力。層間溫度控制在250 ~300*C,不應低于預熱溫度。

  后熱*焊后立即對焊縫進行150~200*C的后熱處理,時間2h,以加速焊縫中氫的擴散。脫氫處理后應緩慢冷卻降溫,以減少殘余應力、改善顯微組織。

  去應力處理。采用履帶式加熱器局部熱處理,熱處理溫度680±10:,保溫時間611.其目的是消除焊接殘余應力,。提高焊縫及熱影響區的塑性,改善硬化情況,提高接頭的沖擊韌性,提高高溫強度。

  探傷:對焊縫進行100%超聲波探傷和磁粉探傷,檢測內部和表面缺陷。

  采用作光柵法檢測殘余應力,控制規定范圍內。

  2.3在能滿足三號機抽汽流量的前提下,新增抽汽管道應選用較小的管道內徑,同時減少管道安裝長度,以減少有害蒸汽容積,降低對動態特性的影響,防止汽輪機轉速額外飛升,考慮選用厚壁管,以增強管道在事故狀態下的耐壓能力。

  3機組改造經濟性分析1以熱電廠外供蒸汽量不變為前提,計算在一小時內耗用相同新蒸汽量、產出電能、損失熱量的多少,分析機組改造的經濟性差異。

  *C、焓值為3305kJ/kg),在機內做功發電1027.78kW4后,作為中間抽汽(1.226MPa、334.3*C、焓值為3120kJ/kg)被抽出,經減壓后噴入697t新蒸汽,經絕熱節流成節流蒸汽(0.98MPa、419*C、焓值仍為3305kJ/kg),經減壓后噴入4.2t減溫水,也會得到22.897t外供蒸汽。剩余的1.303t新蒸汽進入凝汽機組中能發損失放熱為2870639kJ,凝結水可以通過吸熱411878.3kJ變為減溫水。

  兩種供汽方式的經濟性比較見下表比較項目新蒸汽外供工業汽減溫水發電損失放熱中間蒸汽名及焓項目單位抽汽機組中間抽汽3120凝汽機組節流蒸汽3305對于蒸汽、電力都存在缺口的企業,每小時多發電683. 2kWh,全年就可多發電598. 5萬k謬,以每kWh電受電電價為0. 55元計,則每年可節約電費為329.17萬元以上,而對于電力盈余的其它企業,以每kWh電上網電價0.18元計,則每年可外賺電費為107.73萬元以上。

  3.2以三號機發電量相同為前提,計算所耗用熱量,分析機組改造的經濟性。

  三號機組發電量一般保持在10MW左右。原凝汽機組在KMWf時,熱耗為11902kJ/kW4;改造后機組在功率10MW\抽汽量百分比達12.1%.統計1999年6月至2003年6月期間,該機組發電共節約耗熱5.941x1010kJ,以該廠鍋爐設計效率88%計算,則節約標煤22965t.由上可見,凝汽式機組改造為抽汽式機組,實現熱電聯產的經濟效益是十分可觀的。

  4改造后機組運行狀況實際改造工期為10天。改造后機組達到了抽汽量2a/h、抽汽壓力大于0.98MPa、并帶1CMW電負荷的能力,滿足了氣化廠生產工藝用汽的需要。實際運行中,當抽汽壓力為0.8MPa時,抽汽量可達到30t/h.以三號機組抽汽補充外供蒸汽不足,不會造成管道壓力惡性升高,抽汽系統安全性得到提高,而且機組抽汽的聲響遠小于原蒸汽節流產生噪音,對現場工作人員的影響很小,十分環保。經1999年5月改造至今,該機組運行良好、可靠,各參數符合設計范圍,解汽和并汽平穩、安全。以上可見,哈爾濱氣化廠熱電廠12MWA凝汽式汽輪機改造成熱電合供機組是成功的,達到了按質用能、節能降耗的目的,經濟效益非常可觀,希望有類似情況的企業加以借鑒。

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