12MW凝汽机组改供热机组的成功经验

12MW凝汽机组改供热机组的成功经验杜付（哈尔滨气化厂热电厂，黑龙江依兰县154854）电联产技术的成功经验。

热电联产简介热电联产又称热化，是把热电厂中的高位热能用于发电，低位热能用于供热，合理利用能源的一种供热方式。与热电分产相比，热电联产以其能耗低、效益高的优势，得到供热企业的普遍认可和国家有关部门的大力支持。热电联产符合国家节约能源的方针政策，日益成为企业提高经济效益必不可少的手段。

哈尔滨气化厂供热状况哈尔滨气化厂热电厂是企业自备电站，安装有三台南京汽轮电机厂生产的汽轮机组，担负着全厂的供热、供电任务。其中一号机、二号机为C12-3.43/0.98型中压、单缸抽汽式汽轮机，三号机为N12-3.43-1型凝汽式汽轮机。机组抽汽经止回阀、安全阀进入抽汽管道，再经抽汽电动门并入抽汽母管，减温减压后外供。

近几年来，哈尔滨市煤气用量逐年上涨致使净煤气负荷急剧升高，同时伴有用汽项目的增加，导致气化厂生产工艺用汽出现不足，外供蒸汽缺口达20t/h.为此，热电厂曾经采用锅炉3.43MPa新蒸汽经串联截止阀节流减压，并入压力为0.98MPa的09-29修订稿日期2⑴3-10-16：杜付（1975），男，学士学位，工程师，主要从事哈尔滨气化厂热电厂生产技术工作。

抽汽管道，以补充外供蒸汽的不足。该节流蒸汽管道分别自一号机、二号机的隔离汽门和电动主闸门之间的新蒸汽管道引至各自抽汽电动门之前，再在各抽汽管道上加装手动抽汽闸阀。

以新蒸汽节流减压方式供热，热效率非常低，而且产生的巨大噪音，也不利于现场工作人员的身体健康和精神状态。同时存在的安全隐患也不容忽视，当外界蒸汽突然停用或抽汽阀门误动，抽汽管道压力会恶性增至新汽压力，系统难以承受，若此时汽轮机抽汽止回阀关闭不严，易发生蒸汽倒流，损坏机组。考虑机组和抽汽系统的安全，降低现场噪音，按质用能以提高经济效益，应尽量采用热电联产，以充分利用热变功过程中的低品位热能，减少冷源损失，提高循环热效率。热电厂决定将N12- 3.43-1型凝汽式汽轮机改造为非调整抽汽式汽轮机，机组改造应保证新汽参数不变，转子、隔板、动叶结构不变，辅机及电机型号不变，抽汽方式为在汽缸下半部打孔抽汽，运行方式为以热定电。

且热电联产应达到抽汽量20t/h，抽汽压力大于0.98MPa，并带10MW电负荷的能力。

2设计和施工方案首先结合技术要求和原机组各项参数，设计了此次改造工程的主体方案：在汽缸下半部开两腰形孔，总面积0.0287平方米。

开孔后，在两孔上各对接焊过渡管段，并由法兰、弯头、钢管及三通等部件与抽汽管道相连通。

为了保护机组安全，调整抽汽压力及流量，必须加装相应的气动式止回阀、安全阀、调整阀等。

2依据高压缸材质ZG20GrMo和过渡管段材质ZG230- 450，制定汽缸开孔并接焊过渡管段工艺方案：开孔。采用手工气割开孔，火焰切割时应在起割点周围100mm范围预热100*C以上，以避免出现淬硬现象。切割后，切割表面应将影响组对和焊接质量的凸凹不平处打磨平整并露出金属光泽，以除尽表面氧化层和加工表面淬硬层。同时应作磁粉探伤，检查加工坡口表面是否有淬硬裂纹及缺陷。

焊前准备。采用手工电弧焊方法焊接，焊条应按设计图样规定选用，焊条不容许有受潮和锈蚀，药皮不容许有开裂、剥落、发霉等现象。焊条需严格按说明书烘干，放入保温箱中随用随取，以降低焊缝含氢量。焊接坡口及周边20mm内需清理干净，去除油污、锈蚀、氧化皮、飞溅物等杂质，避免出现气孔等缺陷。

预热。焊接预热，采用履带式加热器局部预热，预热温度250~300*C，装配定位点焊处也应局部预热。预热措施可以防止淬硬组织的产生，防止焊接接头产生裂纹，且使焊缝具有良好的机械性能，减少部分焊接应力。

焊接。采用多层多道焊，并尽量使焊道彼此重叠，以加强焊缝自回火，以降低焊缝收缩应力。层间温度控制在250 ~300*C，不应低于预热温度。

后热*焊后立即对焊缝进行150~200*C的后热处理，时间2h，以加速焊缝中氢的扩散。脱氢处理后应缓慢冷却降温，以减少残余应力、改善显微组织。

去应力处理。采用履带式加热器局部热处理，热处理温度680±10：，保温时间611.其目的是消除焊接残余应力，。提高焊缝及热影响区的塑性，改善硬化情况，提高接头的冲击韧性，提高高温强度。

探伤：对焊缝进行100%超声波探伤和磁粉探伤，检测内部和表面缺陷。

采用作光栅法检测残余应力，控制规定范围内。

2.3在能满足三号机抽汽流量的前提下，新增抽汽管道应选用较小的管道内径，同时减少管道安装长度，以减少有害蒸汽容积，降低对动态特性的影响，防止汽轮机转速额外飞升，考虑选用厚壁管，以增强管道在事故状态下的耐压能力。

3机组改造经济性分析1以热电厂外供蒸汽量不变为前提，计算在一小时内耗用相同新蒸汽量、产出电能、损失热量的多少，分析机组改造的经济性差异。

*C、焓值为3305kJ/kg），在机内做功发电1027.78kW4后，作为中间抽汽（1.226MPa、334.3*C、焓值为3120kJ/kg）被抽出，经减压后喷入697t新蒸汽，经绝热节流成节流蒸汽（0.98MPa、419*C、焓值仍为3305kJ/kg），经减压后喷入4.2t减温水，也会得到22.897t外供蒸汽。剩余的1.303t新蒸汽进入凝汽机组中能发损失放热为2870639kJ，凝结水可以通过吸热411878.3kJ变为减温水。

两种供汽方式的经济性比较见下表比较项目新蒸汽外供工业汽减温水发电损失放热中间蒸汽名及焓项目单位抽汽机组中间抽汽3120凝汽机组节流蒸汽3305对于蒸汽、电力都存在缺口的企业，每小时多发电683. 2kWh，全年就可多发电598. 5万k谬，以每kWh电受电电价为0. 55元计，则每年可节约电费为329.17万元以上，而对于电力盈余的其它企业，以每kWh电上网电价0.18元计，则每年可外赚电费为107.73万元以上。

3.2以三号机发电量相同为前提，计算所耗用热量，分析机组改造的经济性。

三号机组发电量一般保持在10MW左右。原凝汽机组在KMWf时，热耗为11902kJ/kW4；改造后机组在功率10MW抽汽量百分比达12.1%.统计1999年6月至2003年6月期间，该机组发电共节约耗热5.941x1010kJ，以该厂锅炉设计效率88%计算，则节约标煤22965t.由上可见，凝汽式机组改造为抽汽式机组，实现热电联产的经济效益是十分可观的。

4改造后机组运行状况实际改造工期为10天。改造后机组达到了抽汽量2a/h、抽汽压力大于0.98MPa、并带1CMW电负荷的能力，满足了气化厂生产工艺用汽的需要。实际运行中，当抽汽压力为0.8MPa时，抽汽量可达到30t/h.以三号机组抽汽补充外供蒸汽不足，不会造成管道压力恶性升高，抽汽系统安全性得到提高，而且机组抽汽的声响远小于原蒸汽节流产生噪音，对现场工作人员的影响很小，十分环保。经1999年5月改造至今，该机组运行良好、可靠，各参数符合设计范围，解汽和并汽平稳、安全。以上可见，哈尔滨气化厂热电厂12MWA凝汽式汽轮机改造成热电合供机组是成功的，达到了按质用能、节能降耗的目的，经济效益非常可观，希望有类似情况的企业加以借鉴。