周涛
四川广安发电有限责任公司四川广安638000
摘要：随着国民生活水平的提高和人民群众环保意识的增强，区域锅炉房和分散式小锅炉已经不符合时代发展的要求，必须用其他热源对其进行有效替代。诸如工业余热、各类可再生能源、热泵等虽能实现绿色供热，但是受应用条件限制，无法大范围推广，因此大力发展热电联产事业，有效挖掘现有机组的供热潜力是现实的迫切需求。
关键词：汽轮机供热；能力提升；改造
引言
我国现阶段所使用火电发电所产生的电量占全体发电总量八成以上，而在火力发电过程中很大一部分能量损失，是由于燃煤的过程中被凝汽器的循环水所带走的热量值
1汽轮机供热
为响应国家关于供热机组灵活性改造政策要求和地区供热发展需要，提高供热期深度调峰能力和供热能力，增强机组在电力辅助服务调峰市场的竞争力和盈利能力，东北地区多家热电公司先后投身于提升供热机组灵活性的研究与应用。对于热电联产机组，依据改造部分在汽轮发电机组中相对位置划分，常用热电解耦技术有:位于汽轮发电机组上游的高中压缸旁路供热;自身内部的低压缸切缸供热;机组下游的电极锅炉供热等方案。切除低压缸供热方案指机组在供热期间切除全部低压缸进汽，仅保持少量冷却蒸汽，使低压缸在高真空条件下“空转”运行，从而提高机组供热能力，同时减少汽轮机出力，并消除循环水冷源损失。因此，低压缸切缸技术因其投资小、供热经济性好、运行方式相对灵活等优点广泛应用。
2热负荷状况
当地位于华北黄土高原地区，属大陆性干旱气候带，采暖期为5个月，自本年的11月1日至来年的3月31日。当地采暖综合热负荷指标为51W/m2，2019—2020年采暖季电厂已接待供暖面积1300万m2，逼近电厂供热能力上限。根据当地热电联产规划，未来三年内还将新增300万m2左右的集中供热面积，机组急需进行供热扩容改造，以保障当地民生采暖需求。
3创新优化方案介绍
新中压供热抽汽结构方案借鉴了低压供热旋转隔板的带窗口转环配汽方式，将转环上均布的轴向窗口改为了沿周向均布的径向窗口，并保留了与抽汽调节阀配套使用的带中压喷嘴室的隔板套，利用隔板套筒体自身充足的刚性来承受通流级前后的压差，在优化供热调节性能的前提下，确保相关结构在极限工况下的可靠性。
3.1空间及结构特性对比
以某型高温高压抽汽背压式汽轮机为例:常规方案由于需要将通流中的蒸汽导出至汽缸外，经过抽汽调节阀节流后再导入汽缸内，并尽量减少此过程中因流道截面和流向变化产生的压损，通常需要在汽缸上部设置一组座缸式抽汽调节阀，阀室容积需满足最大纯背工况的通流需求，如果EH油选用了易燃的高压耐磨油或低压透平油，为避免EH系统泄漏导致火灾，还需要加装杠杆机构将油动机悬置到汽缸侧面，占用汽轮机本体大量的外部空间;经过节流后的蒸汽，从汽缸顶部进入缸内的隔板套，在隔板套的喷嘴室内掺混，为确保掺混效果，避免喷嘴室出口压力差异过大，受轴向空间的限制，喷嘴室径向尺寸会明显超出对应压力级的叶高，甚至超过隔板套外圆，对汽缸内部的空间需求远大于其他通流部件，抽汽调节阀所在的这一段汽缸通常会大幅向外突出以容纳喷嘴室，形成的缸壁结构突变削弱了汽缸的轴向刚性，尤其在机组冷态快速启动和变工况运行时，可能因轴向力突增而发生过度变形，存在胀差过大的隐患;中分面密封性能也因缸壁和法兰结构突变而下降，需要使用更大规格或更高强度的螺栓，增加了紧固件成本。
3.2速系统优化
在原本的发电机低压调速系统当中，需将错油门、反馈滑阀、反馈机构以及油动机进行共同协作，以此成为伺服放大装置。在改造后的设备中，主要是由调速器、电液转换器、错油门、反馈机构、油动机、调速气阀所共同构成。并且在负荷调节的过程中，主要是通过提升功率反馈的形式，对其与设定的比值进行相应的比较，在调整之后将电信号转换成调节油压的具体信号，并直接对错过门、反馈机构作用，以此让机构能够对油动机产生一定的作用，进而是吸纳对调速气阀的相应控制或者对开关的大小进行控制，以此实现蒸汽进入到汽轮机量中的升降负荷提升和降低。在系统中，由于去除了对滑阀的调节作用，使得没有了反馈的滑阀，因此去除了中间转换的过程，以此避免了在进行调节过程中容易出现的各种不稳定问题。在新的调速系统参数当中，需将其调节的油压控制在0.25~0.6MPa之间，同时高压油油压实际为2MPa，而油动机的有效行程具体为156mm。
3.3增设低压缸冷却蒸汽系统
中低压缸连通管处阀门更换后低压缸不进汽，但是低压缸仍然存在漏气，微量的漏气在缸内流动性能较差，为了降低鼓风超温的危险，增加低压缸冷却蒸汽旁路。在中低压缸连通管抽汽蝶阀前开孔引出DN250旁路管，旁路管上安装一个高精度流量计和流量控制调节阀，然后再引至原中低压缸连通管后低压缸进汽口上方。少量的冷却蒸汽通过旁路进入低压缸，将鼓风所产生的热量带走，同时开启排汽缸喷水减温系统，降低缸温，防止因超温膨胀导致出现胀差超限、不平衡振动以及密封性能降低等风险。
3.4抽真空系统改造
原水环式真空泵极限真空不能满足建立超低背压要求，故增设罗茨真空泵，原水环真空泵保持不变，新增罗茨真空泵与原水环真空泵抽空气管道母管串联。罗茨真空泵作为前级泵，在较宽的压力范围内有较大抽速，可有效降低抽空气设备极限抽吸压力，一方面提高水环真空泵入口抽吸压力，另一方面所抽吸不凝结气体在级间换热器冷却后进入水环真空泵，增强了水环真空泵抗汽蚀能力，保证水环真空泵在高效区稳定运行。
3.5排汽缸喷水减温系统改造
3号机组排汽缸喷水系统原有一全开全关的气动两位阀。机组切除低压缸运行，背压供热方式运行，低压缸排汽量大幅减少，后缸喷水需要长期投运，大量蒸汽回流冲刷叶片出汽侧会造成汽蚀，长期运行会导致应力集中，削弱叶片的结构强度，因此对喷水装置进行改造，将喷水阀更换为具有高精度调节功能的阀组，同时加装孔板流量计检测运行期间的喷水量。
3.6压缩式热泵改造
汽轮机机组乏汽主管上增加旁路并安装凝汽器和压缩式热泵，乏汽经过凝汽器凝结，热网循环水在通过热泵蒸发器吸热降温后进入凝汽器回收乏汽凝结热。热网回水首先进入压缩式热泵降温，然后进入汽轮机乏汽冷凝器，再通过母管分别经过压缩式热泵和热网加热器升温，最后送至厂外热网回水管中。
结束语
在本项目进行改造后，对其发电机汽轮机进行低真空下的运行试验过程中，实现了循环水的加热方式，使得进一步降低了冷源的损失量。在发电机做功发电之后，使得蒸汽热能得到了充分的使用，在进行供暖的过程中，使用蒸汽进行供暖是一种能源的高效利用方式，与之前小区锅炉形式的供暖相比成本上更加低廉，同时也不会由于燃烧对外界环境造成严重的污染，为此是一种节能环保型的供暖方式，有效的保障了在城市的大规模供暖过程中为人们提供一个良好的环境。
参考文献
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