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抽凝机组改造为双抽背机组效益与安全性取舍

文档作者：崔素玉张玉峰崔健锋于尔亮文档来源： 1．双联化工有限责任公司 2．伊宁电力机械设备有限责任公司		点击数：	更新时间： 2021年06月05日
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纯碱工业
抽凝机组改造为双抽背机组效益与安全性取舍
崔素玉 。张玉峰 ，崔健锋 ，于尔亮
(1．双联化工有限责任公司，河北石家庄050200；2．伊宁电力机械设备有限责任公司，河北保定071051)
摘要：阐明将抽凝机组改造为抽背压机组过程中，需对通流结构进行重新调整设计，但在注重效率
与经济性的同时，安全性要始终作为首要问题考虑，本文用改造实例进行说明
关键词：汽轮机；抽凝式；抽背式；双抽背机组；热力计算：改造；安全性
中图分类号：TK249．3 文献标识码：C 文章编号：1005～8370(2014)03—10—04
近年，随着工信部《工业节能“十二五”规划》与
国家四部委《关于发展热电联产的若干规定》推行，
其中关于热电联产与惩罚性电价的某些条文无疑对
作为节能减排核心领域之一的火电、化工等高耗能
企业起到了约束与导向的作用。一些电厂或企业自
备电厂开始进行大规模的改造，如：300 Mw 机组连
通管打孔抽汽、100 Mw 抽凝机组改造为区域性供
热背压机组、中小型抽凝机组改造为背压、抽背机
组，使用新型叶片改造通流部分等项目，经济性与政
策性原因并存。以上形式，都是提高机组效率的一
种可行的方式方法。但在实际改造过程中，往往会
遇到经济效益与安全性相矛盾的问题，所以，改造必
须从科学角度出发，不能为了追求效率与经济性而
盲目进行，安全始终是首要问题。笔者在一台5O
MW 机组改造过程中就遇到过类似的取舍问题。
1 机组概况
某化工集团有一台C50～8．89／0．98机组，系
高温高压机组，共19级，热力系统回热抽汽分为2
台高加，3台低加，1台高压除氧，其中1#高加抽汽
量额定负荷为13．20 t／h，压力为2．79 MPa(a)，工
业抽汽压力0．981 MPa(a)，额定抽汽量为120 t／h。
由于工业产品产能增加，同时为了提高热效率，提出
将机组做出改造，要求机组工业抽汽压力提高到
1．35 MPa(a)左右，同时增加一路压力为大于2．55
MPa(a)、供汽量35～40 t／h的高压抽汽。背压排
汽压力为0．59 MPa(a)，供造气岗位使用，即改造为
双抽背机组。
2 改造中的问题
对于该机改造方式安全问题，主要集中在后汽
缸温度控制和机组通流部分调整后结构设计方面。
对于改造后汽缸安全温度控制，我们应用组合
降温装置，这套装置已经在3MW一50MW 机组中
实际应用，已经运行3年以上，实践证明是安全可行
的。但是对于原高加增加抽汽量，工业抽汽压力由
原设计0．981 MPa(a)提高到1．35 MPa(a)左右，为
了达到最佳效率，则要对各级焓降重新分配，必须经
过详细的热力计算与强度计算确定最佳结构设计。
为此，我们根据额定进汽工况270 t／h，做出整
机热力计算并得出最佳结构方式。即去掉第9级。
去掉第9级后，前8级工作状态基本接近原设计水
平，内功率达到35 000 kW。高抽则采用从5级后
(原高加抽汽管道)抽出。
针对原高加抽量增加后，我们计算了在不同抽
汽量时，抽汽口压力及级前后压差的关系。发现增
大进汽量，该级前后压差增大，在最大进汽量308 t／
h、抽汽40 t／h时，该级前后压差增加至0．97 MPa
(a)，如表3、表4。
从图l、图2可以看出，高抽抽汽40 t／h时，总进
汽量只能在280 t／h以上时才能抽出，随着进汽量的
增加，第5级前后压差增大，在308 t／h进汽量时候，
可达到0．97 MPa(a)。抽汽量越少，进汽量越大时，
该级前后压差越大，隔板挠度也越大。在高抽25 t／h
2014年第3期 崔素玉，等：抽凝机组改造为双抽背机组效益与安全性取舍 11
表1 270 t／h进汽工况热力计算一览表(热力特性计算书；11级后略)
流量，kg／h 270 000 264 840 264 840 264 840 264 840 251 640 251 640 233 160 233 160 94 270
级后温度。℃ 490．4 466．4 443．4 419．2 391．5 368．3 335．9 308．7 275 214．4
级后焓，kJ／kg 3 396．3 3 353．7 3 309．7 3 263．7 3 216．5 3 166．6 3 110．9 3 060 2 997 2 886．5
级后压力，MPa 5．936 4．9864 4．1532 3．4173 2．7932 2．232 1_7267 1．3521 0．9795 0．4791
级前后压差，MPa 0．95 0．8332 0．7359 0．6241 0．5612 0．5053 0．3746 0．3726 0．5004
级内功率，kW 5 791 3 132．3 3 346．7 3 506．8 3 596．3 3 613．3 4 012．1 3 461．4 4 233．3 2 885
ΣNI一35 000 kW
表3高抽40 h进汽量和抽汽口压力及该级前 芋 尸l抽^ ( Pa)
表4 高抽25 h进汽量和抽汽口压力及该级前后压差的关系
250 260 270 280 290 300 310 G (tha)
图1 最大进汽量和抽汽量关系曲线
3．1
3．O
2．9
2．8
2．7
2．6
2．5
250 260 270 280 290 300 310 G (tn1)
图2 不同高抽抽汽量、抽汽口压力和进汽量关系曲线
时，进汽量308 t／h时，抽汽口压力达到了3．06 MPa
(a)，隔板前后压差更是达到了1．03 MPa(a)。为此，
在这个工况下我们对必须对该级隔板进行计算与校
核，以验证其安全性，否则可能影响安全运行。
根据隔板数据汇总，我们采用华尔法对隔板强
度和挠度进行校核。计算结果显示，当隔板前后压
差达到1．O3 MPa(a)时候，隔板体应力为1471．86
kg／cm ，隔板挠度为2．64 mm，而原机组通流动静
间隙该级设计小于3 mm。以上计算结果说明，在
l2 纯碱工业
低抽汽量、高进汽量工况下运行，是一个很危险的工
况。如遇高抽热用户负荷发生波动，将会造成动静
部分摩擦事故发生，一旦因隔板弯曲发生动静部分
摩擦，变形隔板与叶轮发生严重碰撞时，将会引起推
力轴承、隔板、叶轮等设备部套严重损坏。针对以上
情况，根据热力计算结果虽然优化结构设计后效率
提高，内功率较高(见表3)，但是同时，这种结构设
计方案严重影响安全运行。从安全角度出发，我们
否决了这一方案。
3 解决方案
针对以上问题的出现，我们重新考虑了整个改
造方案。同时我们也对保留第9级作出了比较计
算，结果如表5。
表5 270 t／h进汽工况热力计算一览表
流量，kg／h
级前压力，MPa
级前温度，℃
级前焓，kJ／kg
级后压力，MPa
级等熵焓降，kJ／kg
级前后压差，MPa
级内效率，
270 000 264 840 264 840 264 840 264 840 229 840 229 840 229 840 229 840 129 840 129 840
8．38 6．03 5．1 4．21 3．48
535
3 475
6．03
1l3
O．644
494 470 444 418．5
2．84
391
Z．37
369
lI 98
346
3 403．9 3 362．8 3 314．7 3 266．1 3 215．5 3 173．2 3 130．9
5．1
55．3
0．93
O．819
4．21
59
0．89
0．818
3．48
60．7
0．73
0．799
2．84
62．8
0．64
0．806
2．37
51．5
0．47
0．818
1．98
51．5
0．39
O．82
1．67
47．7
0．31
0。818
1．67
326
3 092
1．37
50．2
0．3
0．82
级内功率，kW 5 459 3 329 3 552 3 566 3 723 2 689 2 696 2 493 2 630
1．3 0．72
302 247
3 047．6 2 945
O．72 O．59
146．5 38．5
O．58 0．13
0．699 0．768
3 694 l 067
ΣN1=39 876 kW
从以上热力计算可以看出，虽然这一方案比较
以前去掉第9级方案少发出103 kw 功率(额定工
况下)，但是保留第9级后，第9级能承担50．2 kJ／
kg左右的焓降，前面各级的焓降都有所减少，压力
有所增加，级前后压差有很大的改善，特别是第5级
前后压差，由原来的最大进汽量308 t／h时0．97
MPa降低到0．73 MPa(a)，降低了0．24 MPa(a)，
与原设计典型运行工况相接近。而且，保留第9级
后，抽汽投运工况也有所改善，原来小于250 t／h不
能正常投入，现在210 t／h以下时才不能投入。这
2014年第3期 刘立安：防堵阵列式风量测量装置在轻灰流化床上的应用
防堵阵列式风量测量装置在轻灰流化床上的应用
刘立安
(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山063305)
摘要：阐述了防堵阵列式风量测量装置的构成、工作原理、技术特点以及流化床风室流量测量的改
造方案。
关键词：风量测量装置；防堵；阵列式；轻灰流化床；应用
中图分类号：TH814 文献标识码：C 文章编号：1005—8370(2014)03—13—03
轻灰流化床俗称竖起来的煅烧炉，它的进风室
流量是流化床稳定运行的重要参数。过去一直沿用
测量风室压力问接反映进风流量，缺陷是当风室堵
的时候用压力就很难判断流量。以前也尝试用弯管
流量计测量，由于直管段短，介质含碱尘，安装位置
不理想没有成功。有一种热电厂专门测量风量的传
感器—— 防堵阵列式风量测量装置，这种流量计采
用毕托管测量原理，有本质防堵功能，免维护，针对
流化床循环炉气介质的特点，采用这种风量测量装
置测量试用几个月，效果非常理想。
压变送器组成，并连接显示，记录、积算、调节仪表或
计算机网络，构成流量的检测和调节系统。
测风装置安装在风量传输的管道上，将介质的
流量变换成差压信号；差压变送器将差压信号转换
成与介质流量相对应的统一的标准电流信号，以进
行显示，累积和调节控制。
2 防堵阵列式风量测量装置的工作原理
1 防堵阵列式风量测量装置的组成
2．1 工作原理
防堵阵列式风量测量装置是由测风装置和微差 防堵阵列式风量测量装置基于S型毕托管测量
个结构设计是安全可靠的。
从安全与运行角度考虑，机组最后结构设计定
为11级，否决撤掉9级的方案。
该机组改造历时2个月，由保定市伊宁电力机
械设备有限公司承担，开机试运一次并网成功，各项
指标均达到设计目的。目前，该机组安全稳定运行
3年，为节能降耗作出了巨大贡献。
4 结 论
改造最大限度的利用原有设备，将高耗能设备改造
为完全符合国家政策的节能型设备，是有计划性、阶
段性的节能方式，这种改造不必对本体进行大规模
的变动，热力系统也是充分利用原有设施。该抽凝
机组改造后，投入运行2．5个月即收回全部投资，无
论是投资回收期还是费效比都是相当可观的。但是
无论哪种方案实施，经济性与安全性相比，安全性始
终是首要的问题。
收稿日期：2014—04—01
旧机组改造受相对内效率、机械效率、发电机效 作者简介：崔素玉，男，工程师，石家庄双联化工集团副总裁，主要从
率等影响无法与原始设计机组相比，但是这种节能 事集团生产和技术管理工低

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