135MW机组高背压双转子供热改造应用及试验分析

林翔++胡乔良

摘 要：针对火电厂凝汽式汽轮发电机组冷源损失巨大的弊端，介绍了纯凝汽轮机高背压供热改造的方法。以某135MW机组为例，进行了高背压双转子供热改造前、后性能测试试验。试验结果表明，改造后机组在提供最大供热量时，相较于未改造时，煤耗由289.8g/kW·h下降至154.6g/kW·h，节能效果明显，同时，对于同样的供热量，改造后的机组对于未改造机组在经济性上也具有明显优势。结果表明机组的高背压改造是具有巨大节能潜力的项目，此机组的试验结果可以作为同类型机组改造的参考指导。

关键词：高背压改造；双转子；节能

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0180-01

在常规凝汽式火力发电厂中，汽轮机排汽在凝汽器中被冷却水或空气冷却而凝结成水，热量被散发到大气中，产生的冷源损失为火力发电热力循环损失中最大的一项损失，约占总损失的50%。高背压循环水供热就是利用这部分损失来加热城市热网循环水。减少供热蒸汽、提高汽轮机组经济性。

1 汽轮机高背压改造简述

本文介绍的双转子更换改造法是在供暖期，更换低压缸转子为适应在高背压条件下运行的改造后转子，机组高背压运行并供热，当供暖期结束，换回常规低压缸转子和动静叶片，机组按原设计工况图运行。

改造机组为上海汽轮机厂生产的C135-13.24/0.35/535/535型超高压、中间再热反动式、双缸、双排汽、单轴抽汽凝汽式汽轮机。在即将进入供暖期时，对低压缸进行高背压供热改造，将原2×6级的低压转子换为2×4级的低压转子，增加导流板将排汽导入凝汽器。低真空供热改造后，排汽壓力、温度均相应升高，凝汽器壳体及不锈钢管膨胀量均有较大变化，并且管束内部循环水压力、温度都有较大提高，对凝汽器管板进行了加固改造。改造前后供热工况相关设备技术规范见表1。

2 高背压改造后机组的试验、结果及分析

2.1 试验方法

对改造前、后的汽轮机分别进行了不同运行工况的性能试验。在试验开始前对机组热力系统进行了隔离，各参数调整至稳定后开始试验。

2.2 试验结果

针对4种汽轮发电机组的供热工况，进行相关热力计算，计算结果见表2，结合表2对试验结果进行分析。

2.2.1 改造前后机组供热性能对比

得到改造前、后机组性能参数对比，见表3。

对比改造前、后相近负荷的工况，不难得到，机组改造前，达到额定采暖抽汽量所需要负荷为112.5MW，此时，对外供热量为104.5MW。进行高背压改造后，当负荷为100.1MW时，可以对外供热的量为217.8MW，比改造前增加了108.0MW，此时，机组负荷较未改造前降低12.4MW；发电煤耗为137.6g/kW·h，比改造前降低了120.3g/kW·h；供电煤耗为154.6g/kW·h，比改造前降低了135.2g/kW·h。节能效果明显。

2.2.2 相同供热量下机组改造前、后的供电能力的对比

选取汽轮机改造前后供热量近似的工况，比较其供电能力，结果见表4。

可以看到，对于同一供热量区间，机组改造后的热耗率较改造前下降明显，为30.025%，发电量较改造前减少了15.2MW，供电煤耗较改造前也有明显降低。

在机组供暖期，此种改造后运行方式带来的收益是远远大于改造前的；而在供暖期之外，将转子和叶片恢复为纯凝式低压缸转子及叶片以保证机组运行的安全性以及汽轮机出力。综合考量各方面因素，供热机组汽轮机的高背压改造引发的各参数改变，从电厂角度分析，对于生产和节能是具有积极意义的。

3 结论及展望

某机组进行高背压改造后供热期节能效果明显，供电煤耗为154.6g/kW·h，比改造前降低了46.65%，降低数值为135.2g/kW·h。

虽然在同等供热量下，机组发电量有所下降，但考虑到供热机组的高背压双转子改造能够大幅度降低供热成本、提升机组经济性，节能潜力巨大，同时联系我国目前火电机组装机量日渐上升，相应地年运行小时数逐年下降的大趋势，无论是从运行经济性角度还是从节能环保角度，都可以优先将汽轮机高背压改造供热项目作为热电厂机组节能改造项目推广。

参考文献

[1]沈士一，康松.汽轮机原理[M].北京：水利电力出版社，1995.

[2]郑体宽.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2001.endprint