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铜山华润电力有限公司（以下简称铜山公司）成立于 2007年 3 月，位于江苏省徐州市铜山区柳新镇境内，配备2×1000MW机组，分别命名为#5、#6机组，是江苏省“十一五”规划中的“上大压小”建设项目、苏北地区首个百万机组项目。两台机组分别于2010年6月和7月建成投产。汽轮机是上海电气集团引进西门子技术设计制造的产品，型号为N1000-26.25/600/600(TC4F)，型式为超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽、反动凝汽式汽轮机，两台机组分别经历5次计划性检修，针对汽轮机本体问题的治理，采用标本兼治的方法，有效提升了汽轮机本体设备的可靠性。 铜山公司在历次机组检修中，已深度开展汽轮机本体的检修工作，重在排查治理汽轮机本体隐患，如中压调门扩散器裂纹修复及防范、中压主汽门、调门阀盖螺栓断裂防范、汽门阀座裂纹修复等重大问题。节能减排改造方面，2015年12月完成蒸汽加热启动项目、脱硫烟气余热利用项目、广义回热项目、弹性回热项目、空预器综合优化项目、节能型调频项目改造，实现每台机组运行供电煤耗下降约8g/kwh。 ▎一、汽轮机设备治理1.中压调门扩散器裂纹修复及防范。 2013年4月601C检修期间，#61、#62中压调门解体发现扩散器内壁存在两道深度裂纹，#61中压调门扩散器内壁沿汽门轴线方向裂纹，长度约300mm，宽度10mm，深度已穿透扩散器；#62中压调门扩散管内壁沿汽门轴线方向裂纹，裂纹长度600mm左右，宽度20mm，深度已穿透扩散管。公司迅速成立#6机中压调门扩散器抢修组织机构，从中压汽门的检查、拆除、吊装、返厂处理、回装以及严峻的工期控制等方面全力着手，确保了#6机5月9日并网发电。 中压调门扩散器裂纹是机组安全经济运行的重大隐患，直接威胁着主机设备的安全。安全性方面，由于问题发现及时，避免了因中压调门扩散器硬质合金脱落导致中压转子损坏情况的发生。经济性方面，再热蒸汽直接通过扩散器漏入中压外缸，造成中压缸排气温度高出设计值10℃，中压缸效率下降0.71%，发电煤耗上升约0.5g/kwh，修复完成后可节煤约3000吨，每年为公司节约240万元。 针对这一问题，技术支持部汽机、金属专业会同上汽厂、江苏方天等单位，立刻组织分析，初步排查原因为扩散器内外瞬间存在较大的温差，引起扩散器内外收缩及膨胀存在严重的不一致，最终导致扩散器拉裂。由于扩散器疏水槽设计对金属壁温差的敏感性，为保证主设备的可靠性，专业制定出相应防范措施，如汽轮机快冷装置的停用、机组滑停方式的调整、加强对中压缸排汽温度的对比以及制定计划检修项目等，机组经过3年多的运行检修考验，中压调门扩散器检查未发现裂纹，治理效果显著。 2.中压主汽门、调门阀盖螺栓断裂防范。 2013年5月和2014年1月，#6汽轮机中压主汽门、调门阀盖部分螺栓发生断裂问题。螺栓断裂直接影响着机组的安全运行，从而导致机组的停运，所以这一重大隐患必须查清原因，做好防范措施，一是对断裂螺栓进行送检分析，查明原因；二是要对螺栓的紧固工艺深入研究，制定合理的安装工艺；三是做好机组逢停必检，做好螺栓的微观与宏观的检查。 通过近两年来的检修摸索，以及与制造厂的密切交流，首先是做好螺栓的硬度控制。在每次机组中修期间，都会做好螺栓的硬度检测与记录，一旦螺栓硬度超标，我们是坚决更换超标螺栓，保证其性能，对断裂螺栓或硬度超标螺栓及时送检，做好分析记录。其次是严格按照螺栓的最新紧固工艺施工，做好过程监督控制。上汽厂非常重视螺栓的紧固工艺规范，对螺栓的冷紧、热紧工艺及时更新并下发通知，在机组检修中，我们持续更新检修作业指导书，对螺栓的冷紧力矩、热紧伸长量及安装工艺进行更新，完善螺栓的紧固工艺记录表，安装过程严格把控，一一核查，保证螺栓的安装规范有序。最后就是在机组调停或小修期间，由于检修工期原因，我们会利用内窥镜对内孔进行裂纹检查，发现缺陷，及时处理，始终保持对中压汽门阀盖螺栓的全方位周期性检查。 2014年1月份至今，通过制定的一系列防范措施，结合着机组检修时机，对超标螺栓及时更换，未发生1次螺栓断裂问题，从而提升了机组运行的安全可靠性。 3.汽门阀座裂纹修复。 2015年11月、2016年4月，通过这半年的全面深入治理，#5、#6汽轮机高中压主汽门、调门的阀座密封面裂纹得到了彻底修复。汽门阀座密封面裂纹有的是表面能看到的，有的是藏在合金层内的，裂纹产生会扩展成环形裂纹，裂纹穿透后就会引起阀座密封面合金脱落，吹损高中压转子及部件，直接导致机组效率的大幅下降，损失非常巨大。 通过与西门子公司的深入交流，同时了解兄弟电厂的实际情况，发现这一问题是汽轮机的共性缺陷，必须采用新工艺消除存在的隐患。西门子公司将密封面司太立合金更换为镍基合金，保证阀座密封面与母材两种材料的融合性，可避免汽门阀座产生裂纹。 2015年11月6日，西门子公司对高中压主汽门、调门阀座进行渗透及超声波探伤检查，发现七只汽门阀座存在不同程度的数道层状和线性裂纹。11月8日下午，西门子公司技术人员全部到位，为保质保期地完成工作，各方统一目标，编制进度，优化工序，统筹安排，考虑到检修后期汽门的回装工期，技术支持部、西门子公司、江苏电建一公司三方制定最佳工序方案。从11月9日至11月30日，22天的时间，在各方的共同努力下，对存在裂纹的7只汽门阀座成功修复并回装完毕。2016年3月至4月期间，#5汽轮机也完成了汽门阀座的修复工作，目前正在检修调试阶段。 ▎二、节能减排综合改造介绍1.项目实施简介。 2013年9月8日，华润电力与上海申能能源科技有限公司签订了《技术合作框架协议》，次月9日，铜山华润公司与申能科技公司签订节能减排综合改造项目技术协议，标志着铜山华润电力有限公司节能减排综合改造项目正式启动。 铜山华润电力有限公司节能减排综合改造项目共六大改造项目：蒸汽加热启动项目、脱硫烟气余热利用项目、广义回热项目、弹性回热项目、空预器综合优化项目、节能型调频项目。 本改造项目在保障机组效率不下降的基础上，解决因氧化皮脱落和囤积阻塞引起的锅炉炉管超温和爆管问题，低负荷经济性差的问题，调频方式对机组设备的疲劳损伤及汽轮机主调门、补汽阀的节流损失等问题，提高煤粉燃尽率，拓展回热系统应用范围，提高锅炉低负荷的水动力稳定性，以及锅炉稳燃性，减少空预器堵灰等等都将全面提高机组运行经济性和安全性。随后，在节煤所取得的减排效益外，还将实现烟气余热综合利用，节能型全天候脱硝，延长脱硝催化剂寿命等效益，提高机组综合环保水平等。 2.项目实施过程。 （1）安全管理方面。 在停机检修前的5个多月里，为保证施工对运行机组的风险降到最低，现场施工思路由厂房外施工逐步转向厂房内施工，锅炉房内施工逐步转向汽机房内施工。 施工区域必须做到全封闭隔离，各个区域设立现场安全专职，安全交底到每一位施工人员，实行每周一次的工程例会，安徽二建、申能科技、监理、铜山华润成立四级安全网络，以高压态势严格管理，共同完成了改造工程的各项安全目标，保证了施工及调试期间无一安全事故发生。 （2）质量管理方面。 由于项目是总承包性质，从初步设计、设备采购、施工安装开始，建设方就把设计的标准、设备的质量、安装的质量放在首位，总包方尤为重视，专门安排技术过硬、经验丰富的团队负责本次改造项目，在换热器设计上，为提高换热效率，传热面积就有所放大；增压泵、调节阀、电动闸阀等设备均采用进口产品，从基础阶段提高了机组运行的可靠性。 施工阶段，总包方组织进行图纸的会审讨论，现场核查，形成会审意见并进行整改；对采购的到厂物资，供货方、采购方、使用方共同开展物资验收流程，保证了物资的严格把关，高质量验收，充分体现出了参建单位一盘棋的思想。 0号高加平台加固、吊装及拖运方案是本次改造的重大方案之一，方案的审查讨论，由华东电力设计院、同济大学、上海电建、建设方、监理方、总包方、施工方组成专家审查组，在汽机房钢结构设计、钢结构检测、地质情况、钢梁焊接、滑道荷载、高加起吊等方面，审查组充分讨论、形成意见。自10月10日至10月18日，成功完成了0号高加的一次起吊、一次拖运、一次就位的各项节点，保证了这一重大单体施工项目的顺利实施。 10月3日到10月28日的高温省煤器管道焊接中，短短26天内3204只承压焊口一次合格率达到99%。在#1换热器P91管道安装过程中，严格执行工艺规范标准，焊口一次合格率达到100%，参建各方统一思想、协力同心，严格监管施工工艺，履行施工中的监督、验收职责。 施工过程中，建设方、总包方、监理方专工深入检查管道内部清洁度、逐一验收疏水及测点的接管座安装，监督焊接热处理工艺、焊口质量、保温厚度，高标准制作各类平台，从内到外严格把关，直至1月14日，改造系统已顺利通过168小时试运行，未发生一起设备质量问题，保证了质量目标的圆满完成。 （3）进度管理方面。 建设方编制了#5机组检修一、二级网络计划，参建单位组织编制三级施工网络计划，网络计划编制细致，分为停机前网络计划、停机后网络计划、调试网络计划。参建单位严格按照各级网络计划执行，保证各项节点按时完成，时间紧了，加班加点赶上来，雨季来了，室外不能施工，加班加点赶上来，大家同舟共济、共度难关，如期完成了各项改造项目。 3.项目初步成果。 （1）脱硫烟气余热利用项目。 低温省煤器与冷一、冷二次风换热器的完美结合，将低温省煤器的换热量提高到了极致，利用低品质七抽、八抽蒸汽，排挤高品质的六抽蒸汽量达到40-60t/h，一方面提高了做功能力，另一方面大幅减少了六抽排挤蒸汽对凝汽器排汽损失，优势大大超越了传统的低温省煤器的效益。同时提高了空预器的进口冷风温度，保证空预器冷端壁温在酸漏点温度以上，避免了空预器冷端蓄热元件等部件低温腐蚀的损害。 初步计算，本次改造低温省煤器的经济性、安全性均已达到设计要求，低温省煤器、广义回热的投入使排烟温度下降40℃，供电煤耗下降约4g/kw.h。 （2）弹性回热系统。 给水温度与热二次风温共同提高，很大程度地体现出了循环经济性，80%负荷，给水温度提高15℃，热二次风温提高20℃，供电煤耗下降约1g/kw.h。目前我们还要进一步做好机组的深化调整工作，做好AGC、调频的快速响应、给水温度的提高，保证低负荷脱硝投入，综合降低风机电耗，效益最大化。 （3）空预器改造项目。 改造实施后，虽然炉膛出口烟温下降15℃，但是热二次风温与改造前持平，即实现了供电煤耗下降2g/kw.h。同时空预器漏风的解决总体上确保供电煤耗再下降1g/kw.h。 （4）蒸汽加热启动项目。 2014年12月1日，#5机组改造项目中第1个单体项目-蒸汽加热开始投入运行。依次完成锅炉静压上水、#3高加蒸汽加热、#2高加蒸汽加热、热态冲洗等启动步骤，实现了启动初期，不启风机、不投油，节约了启动初期耗能，达到的设计要求。由于本项目改变了运行人员以往的操作习惯，人员操作还需要进一步磨合，达到外三启动的各项指标。 4.初步成果见公司性能优化系统，#5、#6机组对比，负荷相同工况下，#5机组锅炉效率提高约1.4%，供电煤耗下降约7g/kw.h。同样负荷下，机组改造后实时煤量与#6机（未改造）对比始终减少10t/h左右，每台机组全年节约标煤约4万吨，效果显著。 铜山华润电力有限公司全年发电量按照116亿千瓦时计算，改造后实现单台机组供电煤耗下降7.5克/千瓦时，每年可节约8.7万吨标煤，按照目前标煤单价600元/吨计算，全年节能收益约5200万元。环保收益方面，每年可减排粉尘近6万吨、二氧化碳近26万吨、二氧化硫排放近6600吨、氮氧化物近3300吨，节能与环保收益显著。 时至今日，铜山公司两台百万汽轮机排查的重大隐患及节能减排改造得到了全面治理与提升，为机组长期安全高效运行奠定了坚实基础。同时，我们也认识到百万机组还有很多技术需要深入研究与摸索，随着机组运行年限的增长，下一阶段就是百万机组的集中大修检查工作，各项工艺、技术更要潜心学习，严格把关，以保证百万机组汽轮机的更加稳定运行。 时至今日，铜山公司两台百万汽轮机排查的重大隐患及节能减排改造得到了全面治理与提升，为机组长期安全高效运行奠定了坚实基础。同时，我们也认识到百万机组还有很多技术需要深入研究与摸索，随着机组运行年限的增长，下一阶段就是百万机组的集中大修检查工作，各项工艺、技术更要潜心学习，严格把关，以保证百万机组汽轮机的更加稳定运行。（来源：铜山华润电力有限公司） |
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