5号机组凝汽器在线清洗机器人节能系统改造
200MW汽轮机整体优化改造及效果评价

200MW汽轮机整体优化改造及效果评价刘彦丰;付晓俊【摘要】分析了某200 MW汽轮机组存在的问题,提出了对该机组整体优化的改造方案.通过性能考核试验验证,改造后的汽轮机效率得到了提高,3VWO工况下,汽轮机热耗率下降了442.45 kJ/ (kW·h),折算成发电煤耗率下降量为16.84g/ (kW·h),高、中压缸效率分别提高了5.14%、2.21%.热耗降低明显,达到了预期的增容降耗的目的,符合国家节能减排的大战略.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2016(032)003【总页数】4页(P55-58)【关键词】汽轮机;整体优化;热耗【作者】刘彦丰;付晓俊【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TK11某电厂5号汽轮发电机组为哈尔滨汽轮机厂生产的冲动式、一次中间再热、单轴、三缸、三排汽、冷凝式汽轮机,型号为N200-130-535/535型,冷却方式为直流开式循环,水源取自嫩江。
高压缸为双层缸结构,中压缸为单层缸,低压缸为对称分流式。
汽轮机共有37级叶轮,高压转子12级叶轮,第一级为单列调节级,转子为整段式;中压转子装有15级叶轮,其中前7级为整段式,后8级为套装式;低压转子10级叶轮全部为套装式。
在以往的改造中,胡远涛等[1]、李清[2]等对汽轮机通流部分进行了改造,王艳[3]对汽轮机喷嘴技术进行了改造,钟阁顺[4]等对汽轮机配汽进行了改造及优化,都取得了一定的效果。
以往的改造只针对汽轮机的某个部分,汽轮机效率的提高有限。
为了进一步提高汽轮机效率,增加功率降低煤耗,提高机组经济效益,现对该机组进行整体优化改造。
不仅对汽轮机本体进行优化改造,对各个辅机也进行优化,以最大的提高改造效果。
机组目前的性能与设计值有较大的差距。
5号机组3VWO工况下试验热耗率为8 777.17 kJ/(kW·h),进行二类修正后热耗率为8 663.98 kJ/(kW·h),比THA设计工况下热耗率8 246.28 kJ/(kW·h)高出417.70 kJ/(kW·h),高压缸效率试验值为79.09%,比设计值85.05%低5.96%,中压缸效率试验值为88.21%比设计值92.30%低4.09%。
国电汉川电厂三期扩建工程冷端优化论文

国电汉川电厂三期扩建工程冷端优化摘要:降低机组的标煤耗率,提高机组的热经济性,拟对国电汉川电厂三期扩建工程进行冷端优化,本文对两种优化方案进行了技术经济比较和分析。
关键词:冷端优化;技术经济比较中图分类号:tk264.1 文献标识码:a文章编号:1 概述国电湖北汉川电厂一、二期装机4×300mw,三期扩建2×1000mw 超超临界燃煤发电机组,同步配套建设烟气脱硫、烟气脱硝设施。
近年来,随着我国经济的快速发展,对能源的需求不断增加,有效地提高发电厂热效率、降低煤耗至关重要。
2 冷端优化方案2.1 主机型式及参数本工程三大主机型式及参数如下:(1)锅炉:采用东方锅炉厂生产的超超临界参数变压直流炉,主蒸汽出口压力为27.56mpa(a),温度为605℃,最大蒸发量为2991.3t/h,锅炉bmcr工况保证效率为93.6%。
(2)汽机:采用上海汽轮机有限公司汽轮机,超超临界,主蒸汽进口压力为26.25mpa(a),温度为600℃,tha工况主蒸汽流量为2708.7 t/h,tha工况下保证热耗为7347kj/kw.h。
(3)发电机:采用上海汽轮发电机有限公司发电机,水-氢-氢冷却,无刷励磁。
(4)循环冷却水系统:采用自然通风冷却塔二次循环供水系统,补给水取自二期工程循环水泵前流道。
2.2 电厂水源电厂目前的装机容量为4×300mw,取水水源为汉江。
取水比值a=100/156=0.64,取水比较困难,加上电厂直流排水中携带有大量的废热,增加对环境的不利影响。
2.3 优化方案本期工程5号机组凝汽器采用双背压、双壳体、对分单流程表面式凝汽器,通过循环水系统优化和冷端优化后,冷却水进口设计温度为22.6℃,确定凝汽器设计平均背压为5.3kpa(a),凝汽器换热面积为58000m2,循环冷却水量为28m3/s(100800t/h)。
为了降低6号机组的标煤耗率,拟对6号机组循环水系统和凝汽器进行技术经济比较,并对以下方案进行技术经济比较。
大型冷凝器清洗机器人设计及运动学分析_夏汉民

大型冷凝器清洗机器人设计及运动学分析夏汉民 王耀南 印 峰 曹文明湖南大学,长沙,410082摘要:设计开发了大型冷凝器清洗机器人,该机器人结构简单,易于控制,能够对大型冷凝器进行长期自主在线清洗。
建立了冷凝器清洗机器人的运动学模型,进行了正运动学分析和逆运动学分析,解决了关节变量的突变问题。
机器人的工作空间能够覆盖整个冷凝器管束的分布空间,具有一定的灵活性。
对冷凝器清洗机器人进行了运动学仿真分析,结果表明,该机器人的设计是合理的,能够满足其工作需要,为进一步研究奠定了基础。
关键词:冷凝器清洗机器人;运动学;仿真;工作空间中图分类号:S225;TP242.6 DOI:10.3969/j.issn.1004-132X.2014.01.020Design and Kinematics Analysis of Large Condenser Cleaning RobotXia Hanming Wang Yaonan Yin Feng Cao WenmingHunan University,Changsha,410082Abstract:A large condenser cleaning robot was designed herein,the structure of which was simpleand was easy to control,and can on line clean large condenser automatically for long time.Model of ki-nematics of the large condenser cleaning robot was founded,and the forward and inverse kinematics ofwhich was analyzed.The catastrophe problem of the robot joint value was solved.The workspace ofthe robot was verified that covered distribution space of bunches of copper pipes of the condenser andthe robot was high flexible.The kinematics of the large condenser cleaning robot was simulated andanalyzed,and results indicate the designed end-effector is rational,and can meet the working require-ments,which provides theory foundation for further researches.Key words:condenser cleaning robot;kinematics;simulation;workspace收稿日期:2012—08—20基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2008AA04Z214,2007AA04Z244);国家自然科学基金资助重点项目(60835004);国家自然科学基金资助项目(60775047);国家科技支撑计划资助项目(2008BAF36B01);高等学校科技创新工程重大项目(706043)0 引言冷凝器是制药、电力、化工等行业的大型换热设备,在汽轮机装置的热力循环中起冷源的作用,以降低汽轮机排汽温度和减小排汽压力,提高循环热效率,在电厂、制药、化工等行业有广泛应用[1]。
提高凝汽器真空度及所进行的节能改造

凝汽器升级改造三措两案

1号机凝汽器升级改造工程一、前言某电厂1号机凝汽器升级改造工程,是在保留现有凝汽器外壳及其支承方式不变、与低压缸排汽口连接方式不变、凝汽器中心位置不变的条件下,重新优化设计凝汽器的内部结构,并对管束的排列方式进行优化,管束采用胀接+焊接的连接方式,将旧管板更换为复合管板,更换凝汽器内部有关部件,优化凝汽器前后水室为弧型结构。
为保证改造工作的安全进行,特制订三措两案如下。
一、施工组织:各方职责:设备管理部:施工管理协调,负责下发工作任务单,工作票安全措施、危险点控制措施、有限空间作业控制卡、有限空间作业控制措施票的审核,三措两案的编制发电部:负责工作票安全措施的执行、有限空间作业票的执行及施工结束后系统投运。
西安协力动力科技有限公司:施工组织、工期进度控制及施工安全管理,有限空间作业票的执行,确保检修工作在规定时间内安全高效完成。
二、技术措施2.1.技术准备2.1.1施工人员技术培训。
工程技术人员必须熟悉和掌握设计图纸的技术要求、安装说明、电力行业颁布的工程施工质量检验评定标准;所有参加该工程的施工人员应认真学习掌握本技术措施的各项要求。
2.1.2 开工前,所有施工人员均应参加凝汽器管板、隔板及附件的拆除和安装及凝汽器换管的专业技术培训,培训合格后方可上岗工作。
2.1.3 在施工过程中,施工人员应严格按本技术措施进行施工。
2.1.4 脚手架的搭设必须符合《电力安全生产规定》中的有关要求。
2.1.5 #1机组停机后,凝汽器水侧冷却循环水泵停运后,各相关阀门、开关等隔离措施完全落实执行后,方可对凝汽器水侧人孔门打开,并架设轴流风机进行强力通风后方可进行检修作业,作业时人孔外设专人进行监护。
2.1.6 机组停机后,凝汽器水侧冷却循环水停运后,汽侧温度低于50-60摄氏度,确认各相关阀门、开关等隔离措施完全落实执行后,方可对凝汽器汽侧人孔门打开,架设风机强力通风,清理干净凝汽器汽侧底部存水,使用低压照明灯具,检修作业时人孔外设专人进行监护2.2材料及其他准备2.2.1按设计要求将所要安装的所有材料及备件按时保质完成生产或采购。
真空系统节能降耗潜力分析

保 持机组 负 荷稳 定 ( 不低 于 8 ) 保持 正 常 轴 o ,
封工 作压 力 , 按运 行 规 程 要 求 进行 各 机 真 空 系 统严 密性 试 验 , 验得 到 的数 据见 表 1 试 。
表 1 真 空 系 统 严 密 性 试 验 数 据 汇 总 表
真空每提高 l , 轮机 的 出力约 可提 高 1 , 耗可 汽 煤 降低 0 8 ~1 ; 之 真空 愈低 , 影 响 愈 严 重 , . 反 其 因
A b ta t Va um gr di he c de s r w il nc e s he a ct h t r ne The e t o a uu y t m sr c : cu up a ng oft on n e l i r a e t e
第 3 卷 第 4期 1
2l O 0年 1 2月
电 站 辅 机
Po r S a i n Aux la y Equ pm e we t to ii r i nt
V ol 31 _ NO. 4
De . 2 O c 01
文 章 编 号 : 6 20 1 ( 0 0 0 — 0 5 0 1 7 — 2 0 2 1 )4 0 0 —3
1 概 述
华 电 国际 十 里 泉 发 电 厂 5号 机 为 1 0Mw 机 4
真空度, 进一步提高机组运行的经济性。
2 真 空 系统 的严 密 性
2 1 试 验情 况 .
组, 配备 2台射水 抽 汽 器 ,7号 机 为 3 0Mw 机 组 , 0
配备 2台水 环 式 真 空 泵 , 2台机 组 均 采 用 闭 式循 环 冷却 水系统 。 通常在进 汽参 数和流量 不变 的情 况下 , 汽器 的 凝
凝汽器半侧隔离在线化学清洗技术

凝汽器半侧隔离在线化学清洗技术摘要:国家能源集团蚌埠发电有限公司#4机组小机凝汽器在运行中结垢导致机组效率下降、煤耗上升,原计划采用单侧隔离清洗,但由于小机凝汽器循环水进出口门内漏,无法隔离,所以采用化学试剂对凝汽器进行在线清洗。
清洗后通过凝汽器的循环水量明显增大,真空度上升,经济效益显著。
本论文为无法单侧隔离的凝汽器在线化学清洗除垢提供了参考。
关键词:凝汽器;化学清洗;真空0.前言国家能源集团蚌埠公司#4机组为2×660MW超超临界二次再热燃煤发电机组。
锅炉给水泵采用一台小汽轮机驱动,小汽轮机为单出轴、单缸、反向双分流结构设计,型号WK63/71,额定输出功率21997kW。
小汽轮机采用节流调节,从上向下排汽的结构,排汽出口进入小机凝汽器。
小机凝汽器与主机凝汽器独立布置,以循环水为冷却介质,采用316L不锈钢管为冷却管材。
#4机组2018年06月开始投产运行,一年后小机凝汽器不锈钢管内由于结垢严重使不锈钢管传热效果越来越差,凝汽器端差逐步升高,小机真空度逐渐下降。
2019年4月,因现场环境柳絮纷纷,进一步引起#4机小机凝汽器真空度严重下降,导致机组无法接待满负荷,严重影响了机组的安全性和经济性。
在机组负荷 500MW,两台循环水泵运行的情况下,小机凝汽器背压达到14.7kPa,同比升高6kPa,已远远高于设计值。
现场利用超声进行波流量测量,循环水流量约为3000t/h,较设计值减少近3000t/h,说明小机凝汽器钢管已出现严重堵塞现象。
1.不锈钢管结垢的原因及垢样分析1.1小机凝汽器的主要参数:有效冷却面积:3400m2、冷却水量:6200t/h;凝汽器管束材料:TP316L;凝汽器冷却管内流速:2.0 m/s;凝汽器管束:Φ19×0.5 mm;管束数量:7074根;#4机从2018年6月投产,因循环水旁流石灰软化系统故障,循环水浓缩倍率长期维持在7左右,循环水中钙、镁离子一直超标运行。
宁海电厂百万机组凝汽器双背压抽气系统改造分析

宁海电厂百万机组凝汽器双背压抽气系统改造分析摘要:由于高、低背压凝汽器抽空气管路采用串联布置方式,导致高背压凝汽器抽气排挤低压凝汽器抽气,致使低压凝汽器抽气不能达到设计要求,造成真空值和高、低背压凝汽器背压差值偏低,降低了系统经济性。
采取了相应措施,对双背压凝汽器抽气系统进行了改造,经济效益明显。
关键词:双背压凝汽器;抽气系统;端差;真空;改造方案中图分类号:tm62文献标识码:a 文章编号:abstract: because of the high and low back pressure condenser time tracheal road series arrangement, leading to high back pressure condenser lashing out low pressure condenser suction causes low pressure condenser that suction can’t meet the design requirements, creates a vacuum value and the high and low back pressure of condenser low pressure differential and reduce the system efficiency. taken measures, to double back pressure condenser suction system was reformed, and the economic benefit is obvious.key words: double back pressure condenser; suction system; poor; vacuum; reform plan0 概述宁海电厂二期工程扩建2×1000mw超超临界燃煤机组汽轮机为上海汽轮机有限公司和西门子联合设计制造的n1000-26.25/600/600(tc4f)型,超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮机。
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5号机组凝汽器在线清洗机器人节能系统改造
发表时间:2017-01-09T16:36:27.610Z 来源:《电力技术》2016年第10期作者:曾云峰[导读] 该清洁系统的清洁效果良好,有效的节约了能源,并且降低了机器人的运行费用,为企业创造更多的经济效益,值得在实践中推广应用。
太仓港协鑫发电有限公司 215433 摘要:凝汽器是汽轮机冷端的一种关键换热设备,是热力发电循环的冷源,主要作用是降低汽轮机的排汽压力和温度,提高发电机组的循环热效率。
当前我公司主要采用人工机械清洗以及胶球在线清洗结合的方式,虽然清洗效果比较好,但却存在许多安全隐患,比如凝汽器断水、阀门坑满水等,严重影响了机组的安全运行。
为此我公司对凝汽器在线清洗机器人的节能系统进行了改造,本文主要对5号机组
凝汽器在线清洗机器人节能系统改造项目进行了具体分析和介绍。
关键词:凝汽器;节能系统;改造1项目概况
太仓港协鑫发电有限公司5号机是上海汽轮机厂生产的H156型机组,其所配套的凝汽器是由上海动力设备有限公司生产的单背压、单壳体、对分双流程、表面式凝汽器,其型号为N-17000-1,凝汽器冷却面积为17000㎡,设计端差>2.8℃,技术规范如表1所示。
表1 凝汽器技术规范
我公司凝汽器冷却水采用开式循环,即用长江水作为凝汽器冷却水源,冷却水流速低而流量大,由于水中含有泥沙、贝类生物和工业排放杂物,凝汽器运行环境更加复杂,凝汽器钛管易出现泥沙沉积、微生物滋生、管口堵塞等问题,导致凝汽器真空降低,汽轮机热耗增加。
凝汽器机器人在线清洗是目前国内最先进的清洗技术,可提高并保持凝汽器钛管清洁程度,有效降低凝汽器端差,提高凝汽器真空,降低汽轮机热耗,达到提高机组经济性的目的[1]。
2、项目方案
2.1 方案概述
方案拟定用在线清洗机器人代替原先使用的人工机械清洗和胶球清洗系统,针对凝汽器的污垢问题使用机器人技术、高压水射流技术和水下密封技术,实现了凝汽器冷却管在线逐根清洗。
2.2 预期达到的效果
使凝汽器始终保持大修期间采用高压水冲洗后的高清洁度状态,较理想地改善了汽轮机的端差和真空度,对降低发电厂能耗具有明显的效果,不再需要凝汽器人工离线清洗和胶球在线清洗工作。
2.3项目需结合停机组大修完成。
3、项目主要内容
本次项目范围为5号汽轮机机组凝汽器,工程于2015年9月10日开始11月15日结束。
改造通过加装在线清洗机器人代替原先使用的胶球系统,实现了凝汽器冷却管在线逐根清洗。
通过改造降低了凝汽器的端差,最终达到降低煤耗的目的。
项目的主要设备包括机器人本体(机械臂、喷头)、清洗系统(含绞盘、高压清洗机、清洗软管)以及运动控制系统组成,如图1所示。
图1 系统组成示意图
3.1 机器臂
机械臂末端安装了清洗喷头,用于在水室内运动定位,让清洗喷头对准管板的冷凝管管口。
主要由两级关节、三个机械臂组成。
机械臂内置伺服电机和RV减速机,进行运动驱动。
机器臂采用防水密封设计,可在0.3MPa压力的循环水中长期工作(耐压设计0.4MPa)。
机器臂实物图如图2所示。
图2 设备机械臂
3.2清洗喷头
清洗喷头置于机械臂中心,通过两臂的配合,可使喷头到达凝汽器管板上的任意一根冷凝管。
清洗时,机械臂根据输入的坐标移动到正确的位置,使喷头对准管口,开始清洗。
清洗喷头开有四个斜向后方的出水口,20Mpa的高压水通过高压软管送达喷头并沿出水口斜向后方喷出,喷头出口压力10MPa,流速144m/s。
产生的反冲力可使喷头连带高压软管快速自行进入冷凝管内,同时,高压水射流产生的切向力将管壁污垢快速清除。
喷头设有位置开关,检测喷头到位情况。
同时通过长度检测,控制喷头进入凝汽器冷凝管的距离。
清洗喷头实物图如图3所示。
图3 设备清洗喷头
3.3 绞盘系统
由盘管装置及内部的高压水冲洗软管组成,用于高压清洗水管的收放控制。
伺服电机控制收放高压水软管,精确控制冷凝管冲洗长度。
水管的收放排布采用了专利技术。
绞盘系统与凝汽器水室连通,按照0.4MPa耐压进行密封设计。
绞盘系统3D示意图如图4所示。
图4 绞盘系统3D示意图
3.4 高压清洗机
采用进口柱塞泵设计,通过高压软管喷头产生高压射流,清洗效果好。
高压水射流压力高达28MPa(正常使用20MPa)[2]。
自带过滤系统,可以使用工业水、闭冷水或凝补水,水质要求无过多杂质。
3.5 运动控制系统
采用DCS技术的网络型运动控制系统设计,机柜上配置HMI触摸屏进行启停操作,配置远程操作站进行系统调试和监控操作。
运动控制器通过网络连接伺服驱动器,由伺服驱动器控制永磁同步电机,配置了高精度绝对编码器,保证了位置控制的精度,停电状态下位置信号不丢失。
系统采用安全链设计,确保故障状态下的系统安全。
凝汽器在线清洗机器人可以通过GPRS接入工业节能科远智慧云平台,实现对凝汽器在线清洗机器人的远程监控,诊断凝汽器清洗机
器人可能发生的故障并及时处理。
4、项目节能评估
凝汽器清洗机器人项目能长期使凝汽器保持较高的清洁系数,随着凝汽器清洁系数提高、凝汽器端差随之下降、使机组排汽温度、排汽压力下降、从而降低机组的热耗率,降低机组发电标煤耗。
4.1清洁系数对凝汽器端差的影响
ts---饱和温度
tw1—循环水进口温度
在循环水入口温度、流量、负荷不变的情况下,同时对于高真空下的凝汽器来说,比焓差与Cw变动范围很小。
由式(2)可知,循环水温升基本Δt不变;而由(3)可知,凝汽器饱和温度的变化与端差的变化是一致的。
因此,在同样的条件下,清洗以后凝汽器平均排汽温度下降。
4.3 凝汽器压力对机组效率的影响
凝汽器排汽温度与排汽压力相互对应,凝汽器排汽压力对机组热耗率的影响采用汽轮机厂家提供的修正曲线计算,如图1所示。
图1 凝汽器排汽压力修正曲线
5、总结
经实践应用证明,该清洁系统的清洁效果良好,有效的节约了能源,并且降低了机器人的运行费用,为企业创造更多的经济效益,值得在实践中推广应用。
参考文献
[1]姬鄂豫,葛中巧. 新型凝汽器在线清洗技术在600MW机组的应用[J]. 清洗世界,2016,01:40-43.
[2]张伟,陈宁,彭伟,肖东. 凝汽器在线清洗机器人[J]. 华中电力,2008,02:11-13.
作者简介:曾云峰(1978-),男,中级工程师,从事发电厂机组运行管理工作,e-mail:kingzzz001@。