水泥窑余热发电综合效能提升改造措施.docxVIP

1存在的问题

汽轮机在实际生产中存在以下问题：蒸汽参数与原汽轮机组不符，原汽轮机通流面积较大，汽轮机内效率在降温降压运行后与纯低温余热机组相比相差5%~7%，机组效率下降；另外原锅炉高温过热器换热管束为螺旋翅片管型式（见图1），容易结焦堵灰，不仅工人劳动强度大，而且有爆管的危险；低温过热器管壁设计较薄，磨损泄漏现象严重（见图2）。综上所述，不利于机组的安全经济运行。

图1改造前高温过热器为螺旋翅片管

图2改造前低温过热器管束

2问题分析

原汽轮机为双列复速级（见图3），转子的每一级叶片都有与之相匹配的进汽参数，适合中温中压机组。而在我公司，实际蒸汽参数见图4，压力1.64MPa时，发电机负荷8?699kW。由于压力下降，进汽参数降低，不适合原来的复速级，所以需要把复速级去掉，从与之相匹配的压力级进汽。又由于进汽总量降低，转子前三级的通流面积过大，需对转子前三级封堵来提高效率。主汽压力降低，比容增加了，自动主汽门原来的通流面积无法满足，需扩大调节汽阀及自动主汽门阀芯通径。另外原锅炉高温过热器换热管束为螺旋翅片管型式，管束排列不合理，容易结焦堵灰，经交流，其他公司也存在类似情况。低温过热器管束（壁厚3mm，材质20G）壁厚及耐磨性达不到使用要求。

图3改造前汽轮机转子为双列复速级

图4改造前实际蒸汽参数

3解决方案

3.1汽轮机改造范围

（1）调节汽阀由6-Ф50更换为6-Ф70（见图5）；

（2）喷嘴、转导、复速级都拆除（见图6）；

（3）将Z00?501的压力级前三级的汽道进行封堵，封堵后的汽道数分别为42、56、78；

（4）核算前后汽封漏汽量，加大汽封管道的管径；

（5）主汽门更换阀芯。

图5调节汽阀由6-Φ50更换为6-Φ70

图6复速级拆除后的汽轮机转子

3.2锅炉改造范围

（1）高温过热器采购H型翅片，间距重新布置，同时结构形式调整为顺列逆流，管子材质选用15CrMoG，便于后期清灰（见图7）。

（2）低温过热器由原来的4排改成6排，增加受热面，仍采购螺旋翅片管的形式，管子用15CrMoG材质，同时加厚管壁至4mm，增强耐磨性（见图8）。

图7高温过热器由螺旋翅片管改为H型翅片管

图8改造后的低温过热器管束

4改造效果

改造后（2021年）发电锅炉负压、温度变化见表1。

表1改造前后发电锅炉负压、温度变化对比

改造后汽轮机额定进汽压力1.5MPa、额定进汽温度368℃。压力1.42MPa时，发电机负荷8?692kW；压力1.6MPa时，负荷9?200kW左右，机组负荷提高了600kW左右。汽轮发电机组内效率变化情况见图9和图10，由图可知，改造后蒸汽品质得以提高，汽轮机内效率提升至84.86%，提升了7.3%。

图9汽轮发电机组内效率变化情况

图10改造后（2021年）汽轮发电机组负荷变化情况

5结束语

通过此次汽轮机及锅炉改造，2#发电机组发电量及机组内效率增加明显，运行参数稳定，运行内效率提高，问题得到彻底解决，为公司降低生产成本提供了更多能源支持。

水泥窑余热机组存在此类现象比较普遍，此次改造在本行业存在参考和推广价值。