沙角C电厂#2汽轮机通流升级节能改造

引言

广东省粤电集团有限公司沙角C电厂建有3×660MW火力发电机组,全套设备国外进口,汽轮机是GEC-ALSTHOM公司生产,型号为T2A-650-30-4-46,亚临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、冲动凝汽式,一个单流的高压缸和中压缸,两个双流的低压缸,分别于1996年6月5日、1996年6月24日和1996年6月28日正式移交投入商业运行。

1需重点解决的问题

在通流部分改造的同时,还需解决下列问题:

(1)汽轮机部分瓦块金属温度偏高,改造后不超过保证值。

(2)中压内缸进汽口变形,内孔圆周跳动较大,中压进汽室护环损坏出现脱落。

(3)中压转子顶部围带轴向移位较大,出现较大圆周错口,破坏通流。

(4)协助解决低压转子轴向瓦振偏大。

(5)中低靠背轮对中结果与调整方案差异大,随机跳动较大。

(6)低发靠背轮运行中同心度变化,影响轴系振动突变。

(7)低压缸差胀装置固定方式受低发靠背轮检修工作影响。

(8)高压调门进汽不具备2+1+1运行方式。

(9)高压进汽插管防止蒸汽冲刷、密封部位磨损,拆装卡涩等问题。

2改造原则

(1)在保证现有锅炉、发电机不变的前提下,通过对汽轮机高中低压缸通流部分进行改造,达到提高汽轮机热效率、降低热耗率、延长设备运行寿命的目的,汽轮机铭牌出力660MW。在不影响改造效果的前提下,尽可能利用原有设备(减少改造工作量)。

(2)改造时,高中低压外缸壳体不变,内缸的原支撑方式基本不变。各管道接口位置不变,转子跨度、轴系、汽轮机高压转子与主油泵短轴接口和位置、汽轮机与发电机连接方式和位置、现有的汽轮机基础等不变,额定转速、旋转方向不变。

(3)汽门进汽方式:目前高压调门进汽方式为单阀或3+1方式。乙方应提出改造后的汽轮机控制策略和具体要求,机组改造后按2+1+1的高压调门进汽方式运行,且EH系统不变。乙方配合甲方进行控制逻辑修改调试直至正常投运。

(4)保持现有热力系统配置不变,改造后的热力参数基本保持不变,现有的轴承配置方式不变,设计保证推力轴承和径向轴承在各种运行工况下安全运行。主机润滑油系统主设备不变。

(5)盘车速度保持不变。

(6)按照目前机组的启动曲线控制各状态下(冷态、温态、热态、极热态)的启动时间限制。

(7)改造后机组满足ATC启动要求。

3高中低压缸改造

高中低压缸改造范围如表1所示。

4改造后性能试验

沙角C电厂委托西安热工研究院有限公司对2号汽轮机进行通流改造后性能试验,试验结果如下:

4.1热耗率试验结果

100%THA(3Vwo)工况下,修正后的热耗率为7610.2kJ/kw·h,比100%THA工况热耗率保证值7628.2kJ/kw·h低18.0kJ/kw·h,因此2号汽轮机在100%THA工况达到保证值。

75%THA(2Vwo)工况下,修正后的热耗率为7756.5kJ/kw·h,比75%THA工况热耗率设计值7787.0kJ/kw·h低30.5kJ/kw·h。

50%THA(2Vwo)工况下,修正后的热耗率为8175.0kJ/kw·h,比50%THA工况热耗率设计值8168.0kJ/kw·h偏高7.0kJ/kw·h。

根据合同约定的加权热耗率计算公式,计算得到2号汽轮机的加权热耗率为7824.5kJ/kw·h,较保证值7842.9kJ/kw·h低18.4kJ/kw·h。因此,100%THA、75%THA和50%THA工况下的加权热耗率达到保证值。

4.2缸效率试验结果

100%THA工况是在三阀全开(3Vwo)下进行测试的,高压缸效率为89.05%,优于保证值88.10%:中压缸效率为93.95%,优于保证值93.28%:排汽容积流量修正后的低压缸效率(UEEP)为90.56%。

4.3通流能力试验结果

四阀全开工况(4Vwo)下,修正后的热耗率为7600.2kJ/kw·h,修正后电功率为715.444MW,修正到设计参数下的主蒸汽流量为2081.941t/h,比设计通流能力2010.3t/h偏大71.641t/h,汽轮机实际通流能力偏大约3.56%。

4.4出力试验结果

额定出力(TRL)工况下,4个高压调门的开度分别为100%、100%、61%、5%,经一、二类修正后的电功率为654.221MW。修正到设计参数下的主蒸汽流量为1939.919t/h,对应于额定出力660MW下的主蒸汽流量为1957.054t/h,小于四阀全开工况的主蒸汽流量2081.941t/h。因此,增大高压调节阀开度,机组出力可以达到设计出力660MW。

最大连续出力(TMCR)工况下,修正到设计参数下的主蒸汽流量为1961.515t/h,经一、二类修正后的电功率为678.490MW,基本达到设计值678.9MW。

4.5改造前后性能参数对比

在三阀全开(3Vwo)工况下,对2号机组的性能参数进行对比,详情如表2所示。

5结论

2号汽轮机通流部分改造后,高压缸效率提高了3.6%,中压缸效率提高了3.3%,修正后热耗率降低了344.2kJ/kw·h,机组经济性提升约4.3%。试验结果表明,通流改造后2号汽轮机经济性提升效果明显。