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汽轮机通流改造节能减碳增效

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成果主要完成人

刘国强、刘延财、申建成、宁小钢、叶鹏云、刘建平、李军业、梁虎伟、方忠夏、王 磊、李利军、闫 琮

项目概况

1、成果简介 陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称北元集团)热电分公司现有4×125MW汽轮发电机组,为北元集团100万吨/年聚氯乙烯装置配套项目,汽轮发电机组采用直接空冷系统。汽轮机组发电效率对整个循环产业链影响明显,因此提高机组效率对于增加发电量,降低发电煤耗,提高电厂运行经济性至关重要。北元集团以最先进的汽轮机通流技术为主要改进手段,应用在改进汽轮发电机组效率改进上取得显著效益。 2、主要创新点 1.优化通流设计提高机组效率 采用高效复合自适应流型设计方法,与先进叶型技术、弯掠叶片技术及端壁成型最优匹配;采用最新高效叶型组合,增加通流级数,高压缸由14级优化为16级,低压缸由10级优化为12级动叶片,总体增加4级作功单元。 2.采用高效的节流配汽 节流调节为全周进汽方式,高压调阀由4组改为2组有效降低节流损失。机组无调节级,首级效率与其它压力级效率相当,整个高压效率相对有调节级提高10%,高压缸效率达到91.8%,低压缸效率达到85.5%。 3.优化主机结构 运用多学科耦合分析方法,深入研究流体、结构、热等物理场之间的相互作用,提高汽轮机总体集成设计水平。 4.采用先进的汽封技术 采用东方汽轮机有限公司自主开发了新型的汽封结构——DAS 汽封。当汽封圈与转子发生摩擦时,首先宽齿与转子接触,压缩弹簧,使汽封圈往后退让,从而保护其它常规齿。这样汽封间隙始终能保证安装时的间隙,减少汽封漏汽损失,提高机组的经济性。 5.采用先进的阀门优化技术 采用最新技术对阀门进行优化,主要包括:阀内过流部件优化匹配、阀腔结构及型线优化、阀门滤网结构优化、阀杆漏汽系统优化、阀杆振动特性优化,在改善调节性能的同时降低流经阀门蒸汽的压力损失。 6.采用两级抽汽提高机组循环热效率 在原有1.0MPa工业抽汽基础上新增加0.5MPa工业抽汽,实现两级工业抽汽,即一级抽汽压力 1.0MPa、55t/h(最大90t/h)、二级抽汽压力 0.5MPa、45t/h,实现1.0MPa/0.5MPa两个参数向化工供汽,提高机组循环热效率。 7.提高低压末级和次末级动叶片防水蚀措施 末级叶片的蒸汽湿度较大,尤其是在抽汽工况,蒸汽流量降低后,湿度会进一步升高,因此设计时必须采取必要的防水蚀及抗应力腐蚀措施来确保机组长期安全、经济地运行。 效益分析: 该项目投产后年均利润总额2382.80万元,年均增值税843.75万元,年均所得税357.42万元,总投资收益率为27.14%,本项目属于重点行业节能减碳改造项目实践,项目改造后热耗由9926.32 kJ/kWh可降至9337kJ/kWh ,热耗收益589.32kJ/kWh,发电标煤耗下降25.31g/kWh,年节约标准煤7.6万吨,减少二氧化碳排放19.7万吨。项目的实施促进企业综合能效提升,具有显著的节能减排环保效益。