国内首台大流量级间抽汽供工业蒸汽汽轮机改造投运

2021年1月，国家能源集团江阴苏龙热电有限公司（以下简称“苏龙热电”）委托西安热工院对5号机组（330MW亚临界）综合提效改造后试验顺利结束。5号机组实现汽轮机三段抽汽供热350t/h，电功率263.58MW，汽轮机热耗率为6749.3kJ/kWh，发电煤耗率为250.4g/kwh。热耗考核工况THA1和THA2加权热耗率较改造前降低414.68 kJ/kWh，各项指标均优于机组改造设计值。本次试验的顺利结束，标志着苏龙热电5号机组综合提效改造项目获得圆满成功，此台机组也成为国内首台实现大流量级间抽汽供工业蒸汽的330MW亚临界机组。

图：苏龙热电供图

苏龙热电5号汽轮机是由上海汽轮机厂制造的330MW亚临界凝汽式汽轮机，于2004年12月正式投产。2009年开始进行供热改造，运行方式由当初的纯凝发电模式变换为热电联产模式。不同于北方电厂多以采暖供热为主，苏龙热电5号机组主要承担周边工业用户的要求，供热蒸汽参数高、流量大，5号机组最初供热方式为冷再+热再抽汽组合后减温减压供热，单机年平均供热流量为130t/h，冬季极端工况供热流量可达到约350t/h。由于机组运行年限较长，性能劣化较大，机组运行方式严重偏离设计条件，变工况运行下的经济性较低，且目前的供热方式不经济并常常导致电负荷受影响而无法满足电网考核要求。

2019年苏龙热电开展了机组提效改造可行性研究，提出了本次改造的设计目标，主要是对汽轮机进行全轴系通流改造，采用当前最新材料和技术以提升机组效率的基础上，充分考虑机组大流量供热的运行特性，将机组供热条件下的经济性作为主要目标，同时兼顾机组带负荷能力和深度调峰能力。综合比选了相关技术方案及性价比，全轴系+中压缸三段抽汽供热改造方案脱颖而出，经招投标，上海电气成为本工程的EPC执行方。

改造工程自2020年9月30日停机正式开始，于11月29日改造完成机组顺利启动。改造采用了最新的AIBT整体通流设计技术，结合最新的高中压整体内缸和低压内缸技术及先进的轴封设计，极大地提高了机组通流性能。在匹配供热设计方案上，保留了原机组冷再+热再抽汽口作为深度调峰备用热源，创造性提出了采用增设三段非调整抽汽作为常用对外供热的技术方案。5号汽轮机改造前大流量对外供热时，中压调门需参与节流调节来平衡机组轴向推力，从而导致中压缸效率大幅下降。改造后汽轮机由三段抽汽对外供热，中压调门维持全开，即使在电负荷较低时，为满足供热压力也仅需调节中低压联通管蝶阀维持压力。改造达成了三项目的：一是提升了机组在供热工况下的经济性，二是满足了机组的大流量工业用户供热需求三是兼顾了机组的供热灵活性。

项目的机组性能考核方式也突破常规，采用了全年发电、供热权重工况作为热耗考核工况，将机组高效区设计在实际运行工况范围内，进一步提高机组实际运行效率。

5号机组改造圆满成功后，预计每年可节约标煤约2.07万吨，减少二氧化碳排放约4.34万吨，减少二氧化硫排放约331.08吨，减少氮氧化物排放约421.25吨，为苏龙热电实施“一三五”总体战略迈出了坚实步伐，也为南方地区大流量供工业用户热负荷作出了有益尝试。展望未来，在“2030年碳达峰，2060年碳中和”的远景目标下，苏龙热电以一个完美的开端，拉开“十四五”高质量发展大幕，迈入建设“绿色苏龙，绿色煤电，绿色中国”的新征程！