低压缸排汽通道优化在600MW 汽轮机组上的应用与研究

☆项目详细内容

火力发电企业受国内的电煤价格持续上涨，尤其随着合同煤与市场煤的逐步接轨，企业面临严峻的经营压力。凝汽式汽轮机的真空度是影响机组经济性的重要因素，保持凝汽器的最佳真空运行是电厂节能的有效措施之一。但由于理论研究水平、设计水平及机械制造加工技术条件的因素，汽轮机和凝汽器的结构又决定了凝汽器所能达到的真空水平。通过对已安装在用的同类型汽轮机低压缸排气空间的观察和分析，发现低压缸排气通道存在问题，主要表现在低压缸采用径向排气结构，扩压管为单层，但其扩压部分未考虑设置导流环，同时凝汽器喉部横向设置低压加热器等辅助设备，从而造成汽轮机排气流畅分布更加不均匀，增加了排气阻力，使得凝汽器钢管的热负荷不均匀，相当于减少了凝汽器的有效换热面积，使热效率降低，这必然导致真空降低。正是在上述背景下，大唐淮南洛河发电厂根据机组的具体情况，提出了对 600MW 汽轮机组进行低压缸通流部分应用改进的设想，拟通过对5 号汽轮机组的低压排汽缸进行应用改进，来达到节能减排、降低发电成本、提高企业经济效益目的。

借助大型权威的计算流体力学软件工具，在模型试验和相关理论指导下，根据国产600WM 机组汽轮机低压缸、凝汽器喉部以及凝汽器管束的结构图纸，建立整个排汽通道数值模型，优化改造结合年度#5 机组机组大修期间进行了实施，对低压缸排汽通道进行了优化改造，在汽轮机凝汽器喉部排列安装曲线形状的GH-600-1 型导流板系统装置。安装时导流板利用凝汽器内的金属框架支撑管固定，导流板与支撑管通过专用卡子和放松螺丝可靠连接，导流板分为斜板和立板两个部分，斜板分三层布置，立板也分三层布置。导流系统装置所用材料材质的主要部分为不锈钢材质（0Cr18Ni9），辅助支撑管、固定辅助支撑管的焊接连接件等附件为不锈钢（2Cr13）。

☆主要技术创新

该项目针对国产600WM 汽轮机组低压排汽缸不合理的排汽通道出口截面蒸汽流场,借助大型权威的计算流体力学软件工具，在模型试验和相关理论指导下，根据600WM 汽轮机组低压排汽缸、凝汽器喉部以及凝汽器管束的结构图纸，建立整个排汽通道数值模型，在确定凝汽器管束原有流场分布的基础上，在汽轮机凝汽器喉部排列安装曲线形状的GH-600-1 型导流板系统装置，反复调整均流、导流装置的布置方案并对对应的凝汽器管束入口蒸汽流场进行数值模拟研究，直至得到较为理想的凝汽器管束入口流场为止，并采用经数值模拟和模型试验确定的优化方案对导流板的层数、块数、位置和角度进行合理的组合。使汽轮机排汽在凝汽器冷却管束中的分配更加合理，改善汽流分布,基本消除喉部出口上的涡流区,提高凝汽器冷却管的热交换效果，提高真空、降低排汽压力，并最终达到节能降耗的目的。

☆项目应用情况

低压排汽缸通道优化在国产引进型600WM 汽轮机组上的应用，可在一定程度上提高机组真空，改善机组的安全经济性指标，进一步提高了企业在火力发电行业当中的竞争力，可在发电节能技术、节能环保领域大力推广。

☆企业效益情况

通过此次低压缸排缸通道汽优化项目在#5 机组国产引进型600WM 汽轮机组上的应用，其效果充分说明能够减少排汽缸流动损失，即减少汽轮机排汽压力和凝汽器压力的差异。使排汽流速度分布更均匀，消除涡流和回流，充分发挥凝汽器上部管束的换热作用，机组煤耗降低约0.8g/KWH；机组热耗率降低约0.25%，年节约标准煤约3057 吨，年节省燃料成本约213.9 万元，年减少二氧化碳排放约6725.4 吨，既提高了机组的经济指标，同时也降低了二氧化碳等污染物的总排放量，为企业带来可观的经济效益和社会效益，达到了预期的效果，为企业节能减排目标做出了贡献。