汽輪發(fā)電機組是化工企業(yè)蒸汽系統(tǒng)的重要設備之一，該設備可以回收蒸汽的壓力能轉化為電能，同時可以平衡蒸汽管網(wǎng)，具有穩(wěn)定管網(wǎng)壓力的作用。汽輪機運行不好，導致蒸汽減溫減壓甚至蒸汽放空，造成效益流失500-2000萬元/年以上。輪發(fā)電機組常見的問題：機組規(guī)格過大或葉輪磨損導致效率低、最低凝汽量大導致冬季運行不經(jīng)濟、機組參數(shù)不符合現(xiàn)場要求需要進行適應性改造等。

圖1 汽輪機改造實施-拆檢中

本項目是對中石化某500萬噸/年煉油廠使用的一臺6MW的抽汽凝汽式汽輪機進行改造的案例。改造前全廠蒸汽系統(tǒng)存在的問題是夏季凝汽量不足，冬季凝汽量過大，汽輪機效率低，調節(jié)不靈活等。該機組冬季無法正常運行，造成40t/h的蒸汽減溫減壓，損失3000kW的電能，每年冬季效益損失500萬元，加上由于機組效率低導致的損失，其它季節(jié)損失300萬元/年，合計損失800萬元/年。

圖2 高壓隔板部分封堵

（1）系統(tǒng)能量優(yōu)化技術（SOT）：基于華南理工大學博士生導師華賁教授提出的系統(tǒng)節(jié)能“三環(huán)節(jié)“理論。該理論從能量利用的本質出發(fā)，以大系統(tǒng)觀念發(fā)現(xiàn)問題，著重從源頭入手解決問題，對煉化企業(yè)全廠或一個單元裝置的能量利用、回收和轉換三個環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)優(yōu)化。

（2）汽輪機改造技術（TBN）：該技術包括計算技術和改造技術。采用專業(yè)軟件對汽輪機進行模擬計算，制定方案，然后采用三元流葉片、高效噴嘴等專利技術對汽輪機進行改造。

圖3 拆下后的汽輪機轉子（動平衡前）

首先采用SOT技術對全廠的蒸汽系統(tǒng)進行優(yōu)化，考慮不同工況和不同季節(jié)的蒸汽需求，確定冬季節(jié)和夏季的用汽參數(shù)。然后采用慧得公司的汽輪機改造技術（TBN）提出改造方案，包括五項改造內容：（1）高壓隔板進汽度封堵至e=0.35（比原先減小，采取部分堵孔）；（2）低壓蒸汽室（中間隔板）改造，按增加2只噴嘴所需汽道，通過冷加工，開出弧形汽道，并配置合適的絲孔；（3）低壓噴嘴組改造，按原設計結構要素，重新設計新噴嘴組、制造并更換。3、4號噴嘴段增加噴嘴3只；（4）低壓轉向導葉環(huán)改造，對應增加轉向導葉片5-6只。拆解轉向導葉環(huán)，加入新零件，縮短老的填充塊；（5）調節(jié)器（含高低壓油動機）改造；（6）對機組各部件進行檢修。

方案實施后，機組最大凝汽量由原來的26t/h增加至33.13t/h，最小凝汽量由15t/h降低至7t/h，發(fā)電量由原來的4760kW提升至6750kW，這樣的工況每年運行120天，效益為293萬元/年。投資回收期0.5年。

圖4 改造后效果

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