石横发电厂#2汽轮机通流更新改造：可行性、策略与效益评估.docx

一、绪论

1.1研究背景与意义

在全球能源格局深刻变革的当下，能源形势正经历着前所未有的变化。随着环保意识的增强和可持续发展理念的深入人心，清洁能源如太阳能、风能、水能等凭借其清洁、低碳的显著优势，得到了迅猛发展，在能源结构中的占比不断攀升。据国际能源署（IEA）数据显示，过去十年间，全球可再生能源发电量占比从20%左右提升至近30%。与之形成鲜明对比的是，火电行业面临着严峻的挑战。

从成本角度来看，煤炭价格的波动对火电企业的运营成本产生了巨大影响。当煤炭价格上涨时，火电企业的成本压力急剧增大，利润空间被严重压缩。相关数据表明，煤炭价格每上涨10%，火电企业的度电成本将增加约5%。在环保方面，火电企业面临着巨大的减排压力。为了减少二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物的排放，火电企业需要投入大量资金进行设备改造和技术升级。据估算，一台300MW的火电机组，进行超低排放改造的投资成本高达数千万元，且后续的运行维护成本也相当可观。

在如此严峻的形势下，石横发电厂作为火电企业的一员，也面临着诸多困境。石横发电厂的#2汽轮机运行多年，设备老化问题日益严重，存在着效率低下、能耗过高等问题。其发电效率相比同类型先进机组低了约5%，发电煤耗则高出10%左右。这不仅导致发电成本居高不下，在市场竞争中处于劣势，还面临着巨大的环保压力，如不及时进行改造，将难以满足日益严格的环保标准和节能减排要求。

汽轮机作为火力发电的核心设备，其通流部分的性能直接影响着机组的整体效率和经济性。对石横发电厂#2汽轮机进行通流更新改造，具有多方面的重要意义。从技术层面来看，通过采用先进的通流部分改造设计手段，如优化叶片型线、减少蒸汽泄漏等，可以显著提高汽轮机的效率，增强机组的稳定性和可靠性。从经济层面来看，改造后机组发电效率的提升将降低发电成本，提高企业的经济效益。据相关案例分析，某电厂在进行汽轮机通流改造后，发电煤耗降低了15g/kWh，年节约成本可达数千万元。从环保层面来看，发电效率的提高意味着能源消耗的减少，进而减少了污染物的排放，有助于企业履行社会责任，实现可持续发展。

此外，石横发电厂#2汽轮机通流更新改造的成功实施，还将为同类型机组的改造提供宝贵的经验和借鉴，推动整个火电行业的技术进步和升级，促进火电企业在能源转型的大背景下，实现高质量发展。

1.2国内外研究现状

在汽轮机通流改造领域，国外起步较早，积累了丰富的经验和先进的技术。美国的GE公司和西屋公司（WH）在机组翻新改造方面成果显著，通过优化通流部分设计，如采用新型叶片和先进的密封技术，显著提高了机组的出力和效率，新增出力每KW的投资仅为新机组的50%左右。日本的日立公司自80年代初便对125-1000MW老机组进行改造，通过改进动、静叶型、优化汽封以及降低中低压缸排汽损失等措施，使机组热效率提高了2-4%。东芝公司对110、165、220MW等老机组进行通流改造局部更新，也取得了热效率分别提高1.2%、1.4%和1.3%的良好效果。

国内汽轮机通流改造工作始于20世纪80年代，随着技术的不断进步和实践经验的积累，取得了长足的发展。从200MW机组改造开始，逐步推广到125MW、300MW机组。截至目前，全国已有众多大型火电机组完成通流改造，参与改造的企业包括东方汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂等。国内改造技术主要集中在运用先进的叶片和隔板结构，减少汽流扰动及节流损失；采用新型汽封构造，降低泄漏损失；改进调节汽门，减少节流损失等方面。例如，某300MW机组通过通流改造，高压缸效率提高了3%，中压缸效率提高了4%，低压缸效率提高了5%，机组热耗显著降低。

然而，现有研究仍存在一些不足。一方面，在改造技术的通用性和适应性方面，针对不同类型、不同运行工况汽轮机的个性化改造方案研究还不够深入，难以满足多样化的改造需求。另一方面，在改造后的机组性能评估方面，虽然已经建立了一些评估指标和方法，但对于改造后机组长期运行的稳定性、可靠性以及对环境影响的全面评估还存在欠缺。此外，在改造过程中的成本控制和效益分析方面，也缺乏系统、深入的研究，难以准确评估改造的经济可行性和投资回报率。

1.3研究内容与方法

本研究将围绕石横发电厂#2汽轮机通流更新改造展开，具体内容包括：

• 现状分析：对石横发电厂#2汽轮机的运行现状进行全面深入的调研，详细收集机组的运行数据，如运行时长、负荷变化、蒸汽参数等，同时深入分析机组当前存在的效率低下、能耗过高、设备老化等问题，明确改造的必要性和紧迫性。

• 技术方案研究：通过对国内外先进汽轮机通流改造技术的广泛调研，结合石横发电厂#2汽轮机的具体特点和实际