低温余热发电汽轮机产业化设计研究

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1、低温余热发电汽轮机产业化设计研宄1.概述随着国家《能源法》的颁布实施和世界能源的円益短缺，企业的节能工作显得越来越重要。早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，必须节约和合理利用现存的各种资源，千方百计减少资源的占用和消耗。目前，在水泥、钢铁、石油化工、建材、制糖等行业中，生产过程产生了大量低品位余热，钽括低品位烟气、蒸汽和热水等，这些热量品位低、数量大、分布广，不能完全利用。回收这些低参数余热，用来发电，可有效减少能源消耗，同时降低了废气排放的温度，有效的减小生产对环境的污染，具有显著的节能和环保意义，有很大的推广价值和应用前景。中国长江动力公司（集团）已有

2、50多年的设计制造汽轮发电机组经验，一直致力于低温余热发电技术的研宄，先后自主研制、开发了几十台余热发电、双压补汽式等型式汽轮机组。多年的运行验证，长动公司设计、制造的余热发电汽轮机组各项性能指标均达到标准和设计要求，其中双压补汽式汽轮机组与非补汽式汽轮机组相比，整机发电功率可提高8%以上。低温余热发电技术的实施应用有效解决了水泥、钢铁等行业节能减排、资源综合利用、环境保护等问题，降低了资源能源消耗和各种有害气体的排放，降低Y企业生产成本，提高了经济效益。长动公司2008-2010年销售的双压补汽式汽轮机明细表序产品名称产品代号容量产品型号用户1补汽式汽轮机Q2001Z5MWBN5-

3、2.29/0.2大连易世达能源工程有限公司2补汽式汽轮机Q2002Z7.5MWBN7.5-2.35/0.35深圳南玻浮法玻璃有限公司3补汽式汽轮机Q3001Z11.5MWBN11.5-2.29/0.2大连易世达能源（华新榔州水泥）4补汽式汽轮机Q3002Z15MWBN15-3.43/1.3河北文丰钢铁5补汽式汽轮机Q3003Z11.5MWBN11.5-2.29/0.2大连易世达能源工程有限公司6补汽式汽轮机Q3004Z8MWBN8-1.8/0.6武汉都市环保7补汽式汽轮机Q3005Z15MWBN15-3.43/0.6河北德龙钢铁8补汽式汽轮机Q3006Z10MWBN10-1.25/0

4、.4唐山长城钢铁9补汽式汽轮机Q4001Z21MWN21-3.43/0.6中国华电广州大学城新能源总计104.5MW1.低温余热发电汽轮机主要技术特点2.1参数优化根据低温余热发电项目具有蒸汽参数变化范围大、发电容量不一、且有单压、双压等多种形式的特点，采用模块化设计理念与设计体系，结合用户废热的不同情况和热力系统特点，兼顾锅炉和汽轮机及系统设备配置情况，进行参数优化。根据进汽压力、进汽流量的不同选择不同的进汽模块，根据排汽量的不同选择不同的排汽模块，形成了系列化的余热发电机型7MW系列9MW系列18MW系列30MW系列额定功率MW7.591830功率等级范围.6〜128〜1217〜

5、2425〜32额定主蒸汽压力MPa.a1.050.6890.6890.689主蒸汽温度°C320317315〜330312〜330主汽压力范围MPa.a0.981〜1.27补汽压力0.12〜0.250.12〜0.1370.11〜0.140.12〜0.14补汽流量t/h1〜51〜61〜63〜11给水温度°C35〜4535〜4535〜4535〜45汽耗kg/kW.h5.685.615.65.58热耗kJ/kW.h16285168451607516458汽轮机级数119910末级叶片叶片长度mm300330485665汽轮机本体重量t〜46.5〜45〜61〜92配汽方式节流调节节流调节节流

6、调节节流调节冋热系统无无无无2.2配置优化2.2.1优化产品通流结构设计，采用当代最先进的的全三维技术，同时对汽缸、汽封系统等进行优化设计，机组效率高。(1)采用后加载新叶型，叶型效率高，攻角范围大，变工况性能好。(2)末几级采用弯扭联合成型静叶栅。改变静叶栅内部的流场，减小叶片损失，从而大幅度提高汽轮机的级效率。(3)通流部分子午面光滑。光滑顺畅的子午面型线可以减小因子午面形状突变而带来的额外损失（4）动叶自带围带整圈联接。通过预扭装配使动叶片形成整圈联接，可以使动叶片振动应力减小，不存在铆接造成的应力集中，运行安全可靠。（5）采用新一代梳齿式汽封，适当增加汽封齿数，有效减少漏汽损

7、失。2.2.2优化汽缸设计针对补汽式汽轮机的特点，为了保证低压饱和蒸汽能与主流蒸汽很好的混合，不影响机组的正常运行，在汽缸的设计中，除设有补汽进汽n外，在缸体上适当增加汽室空间，使补汽进入汽缸后，可迅速扩散，减少对主流蒸汽的扰动冲击，确保稳定的补汽。2.2.3确定合适的补汽点在双压汽轮机设计中，将高中压段与低压段分幵设计，根据主汽流量与补汽流量的总和来选择低压段（补汽点之后称为低压段）。低压段的选择首先全面分析余热电厂的工艺系统，确保在汽轮机运行的任何工况