摘要：通过对60MW汽轮发电机发电机组抽汽回热循环系统的优化配置，简化了系统，降低设备事故率，提高汽轮机的相对内效率，进一步提高汽轮机的热经济性。

关键词：凝结水；高压加热器；抽汽；轴封供汽

钢铁企业在生产钢铁主导产品的同时，也附带产生大量的二次能源，如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、废热等，充分合理利用这些二次能源，是钢铁企业节能降耗、降本增效的重要途径之一。我公司在4000m3级高炉区域设计安装两台240t/h高温高压煤气锅炉、一台60MW汽轮发电机组、一台汽轮鼓风机组，形成发电、高炉供风联合生产的热电鼓风站。

由于热电鼓风站本身的复杂约束条件，对热电回热循环系统的经济配置带来了相当的难度，现有的热电鼓风站很多是基于追求热电联产系统自身经济性成本最低的优化设计，而对回热循环系统优化配置考虑较少。为简化了系统，降低设备事故率，提高汽轮机的相对内效率，进一步提高汽轮机的热经济性，我们在60MW汽轮发电机组回热循环系统配置方面进行改进和优化，取得了良好的效果。

1回热循环系统优化配置创新点

1.1凝结水回热换热系统

在凝结水回热换热系统中，取消了事故率较高的高压加热器。凝结水通过凝结水泵加压后经一台轴封加热器、三台低压，温度加热至137℃，送至高压旋膜除氧器，在除氧器中加热到158℃后，经过高压给水泵进入锅炉。工艺简图如下：

本凝结水回热换热系统特点：进入汽轮机的蒸汽主要是两部分，一部分蒸汽经过基本的循环过程，从初始的焓值、初始的蒸汽压力一直膨胀做功到终态的蒸汽焓值、终态的蒸汽压力；另一部分蒸汽量从初始的焓值、初始的蒸汽压力膨胀做功到各相应的蒸汽压力、焓值，然后分别抽到1#、2#、3#低压去加热凝结水。在发电功率相同的情况下，与朗肯循环相比：

（1）由于利用了在汽轮机中作过部分功的蒸汽加热凝结水，使凝结水温度从T1提高到T2，使吸热过程平均温度得到提高，故减少了在锅炉中的吸热量，而且抽汽不再向凝汽器中循环水放热，使排汽对冷却水的放热量（冷源损失）大为减少，降低了凝汽器中的热损失，所以回热换热系统的热效率比同参数的朗肯循环高。

（2）采用回热循环后，由于抽汽使汽輪机后几级的蒸汽流量减少，使排汽缸及末级扭转动叶片尺寸减少，有利于汽轮机的内部结构改进，而且进入凝汽器的乏汽量减少，使凝汽器换热面积大大降低。

（3）采用回热循环后，将使进入汽轮机的蒸汽量增加而乏汽量减少，从而提高了汽轮机高压部分热效率和降低了末级余速损失，使汽轮机的相对内效率在一定程度上得到了提高，大大提高了汽轮机的热经济性。

1.2汽轮机回热抽汽系统

汽轮发电机组在回热抽汽管路首次采用水压式逆止回阀，一旦主汽门关闭机组内部形成真空，阀后管道与阀前形成压差，抽汽逆止阀阀蝶在压差的作用下关闭；为了加速抽汽逆止阀的关闭，在主汽门动作后，与主汽门动作联锁的电磁阀动作从凝结水泵来的压力水进入抽汽阀操纵座活塞上部，活塞克服弹簧的作用带动阀杆，抽汽逆止阀装于抽汽阀操纵座下部，操纵座阀杆向下移动压下逆止阀阀蝶从而加速抽汽逆止阀关闭。更有效的防止蒸汽倒流汽轮机内，保证机组安全运行。

1.3汽轮轴封供汽系统

汽轮机在汽封系统首次采用先进的自密封系统，自密封系统由二个压力自动控制调节点、二个温度自动控制调节点、蒸汽母管及阀门、管道等组成。

（1）汽封压力自动控制调节点：汽封压力控制点与前、后汽封的自密封接口用管子相连接。压力的控制点由蒸汽溢流压力控制阀和辅助汽源压力控制调节阀组成。在低负荷或启动时，由辅助汽源进入均压箱向前、后汽封供汽。在高负荷时，由高压汽封前三段漏汽，通过汽轮机抽汽管道给前、后汽封供汽，这时，压力控制点的溢流式调节阀投入工作，保持自密封系统压力。由於压力调节阀的线性很好所以压力很稳定，系统正常压力是0.103MPa。可有效地防止汽封漏汽，并符合防止汽轮机进水而损坏汽轮机的要求，同时汽封系统的汽源能满足机组冷热态起动和停机的需要。

（2）汽封蒸汽温度自动控制：汽封温度调节点由高压汽封温度控制调节阀和低压汽封温度控制调节阀所组成，根据运行工况能自动调节和控制前、后汽封的蒸汽温度，以满足不同工况下前后汽封所需的不同温度，确保机组的安全运行并能延长机组的寿命。

（3）前、后汽封的最末段汽封，通过用漏汽管道与轴封加热器相连。该系统主要由一台轴封加热器和两台轴加冷却风机组成，用于抽出最末段汽封腔室的蒸汽，以维持该腔室微负压，防止蒸汽外泄和空气漏入的现象。

（4）机组冲转前，向汽封供汽的蒸汽温度应考虑汽轮机的状态，是冷态、温态还是热态，以选择与转子温度相匹配的蒸汽温度。在机组冲转、升负荷过程中分别切换不同的供汽汽源温度，以满足系统参数要求，所有这些都由DCS系统来控制。

2结论与展望

钢铁企业的热力发电系统利用生产钢铁主导产品产生大量的二次能源（如：焦炉煤气、高炉煤气等）产生电能。通过对汽轮发电机组的回热循环系统配置的优化，可更好的利用能源，以达到经济性最优的目标。因此能源的研究和有效利用，对社会生产和人们生活都有着重大的意义，直接关系到国民经济的发展，故应给予必要的重视。

参考文献：

[1]李笑乐.工程热力学.北京：水利电力出版社，1997.

作者简介：刘伟（1974），男，本科，工程师，1996年毕业于鞍山冶金运行学校，现从事热力专业技术管理工作。