本發(fā)明屬于工業(yè)汽輪機，具體為一種基于優(yōu)化汽輪機的工業(yè)抽汽增容改造方法。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)抽汽增容改造是指對工業(yè)企業(yè)中蒸汽鍋爐及其附屬系統(tǒng)進行技術(shù)升級，以提高蒸汽產(chǎn)量和效率的一種改造工程。該改造通常包括增加鍋爐受熱面積、優(yōu)化燃燒系統(tǒng)、改進抽汽設(shè)備、提升控制系統(tǒng)等技術(shù)措施，旨在滿足企業(yè)日益增長的蒸汽需求，同時降低能耗和減少排放。通過增容改造，企業(yè)不僅能提高生產(chǎn)效率，還能實現(xiàn)節(jié)能減排，提升經(jīng)濟效益和環(huán)保水平。這種改造充分考慮了現(xiàn)有設(shè)備的兼容性和未來發(fā)展的需要，確保了改造后的系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行，是推動傳統(tǒng)工業(yè)向現(xiàn)代化、綠色化轉(zhuǎn)型的重要手段。

2、但是現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點在于供汽系統(tǒng)靈活性不足，難以動態(tài)適配多壓力等級的工業(yè)用汽需求，且無法兼顧采暖與工業(yè)供汽的高效協(xié)同。傳統(tǒng)方案依賴單一抽汽模式，冗余機制薄弱，供汽中斷風險較高；高低旁路系統(tǒng)未充分整合導(dǎo)致能量損耗偏大，運維成本居高不下。同時，缺乏季節(jié)性的供能優(yōu)先級調(diào)控策略，熱電聯(lián)產(chǎn)效率受限，難以平衡工業(yè)抽汽與采暖需求的矛盾，制約了能源梯級利用水平。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：為了解決上述提出的問題，提供一種基于優(yōu)化汽輪機的工業(yè)抽汽增容改造方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于優(yōu)化汽輪機的工業(yè)抽汽增容改造方法，所述方法包括以下步驟：

3、s1：基于赤峰能源發(fā)展規(guī)劃，明確工業(yè)園區(qū)新增1.2mpa和0.6mpa工業(yè)抽汽需求，結(jié)合現(xiàn)有1號機組高背壓供熱改造與2號機組低壓缸零出力改造基礎(chǔ)，確定增容改造目標為新增240t/h工業(yè)抽汽能力。

4、s2：整合1號與2號機組高低壓旁路系統(tǒng)，通過高旁與低旁聯(lián)合運行模式，分別向工業(yè)供汽聯(lián)箱提供1.3mpa和0.7mpa抽汽，同時保留采暖抽汽功能，適應(yīng)電力現(xiàn)貨市場靈活性需求。

5、s3：在每臺機組增設(shè)兩臺電動調(diào)節(jié)型減溫減壓器，分別將高旁后3.93mpa蒸汽減壓至1.3mpa，并通過減溫水調(diào)節(jié)溫度至320℃，滿足1.2mpa工業(yè)抽汽需求；增設(shè)0.6mpa減壓器，將1.3mpa抽汽二次減壓至0.7mpa。

6、s4：采用12cr1movg材質(zhì)母管與支管連接高低旁路系統(tǒng)，設(shè)計減溫減壓前母管為273×14mm，支管為219×11mm；減溫減壓后管道選用20號鋼材質(zhì)，主供汽管道規(guī)格為426×9mm，0.6mpa支管為530×11mm，確保流速校核值在35～60m/s范圍內(nèi)。

7、s5：根據(jù)新增工業(yè)抽汽最大流量320t/h，核減原有化水能力后，補充水處理系統(tǒng)容量至260t/h，并預(yù)留土建與電氣接口，確保水質(zhì)與供汽穩(wěn)定性。

8、s6：實現(xiàn)1號與2號機組互為備用，單臺機組滿負荷供應(yīng)1.2mpa抽汽時，另一臺機組可獨立承擔0.6mpa抽汽160t/h，保障供汽連續(xù)性。

9、s7：依據(jù)介質(zhì)參數(shù)與推薦流速范圍，校核再熱熱段、冷段及減溫減壓管道內(nèi)徑與材質(zhì)選擇，確保高溫再熱蒸汽管道流速≤65m/s，低溫再熱蒸汽管道≤45m/s，并驗證管壁厚度與耐壓性能。

10、s8：優(yōu)化高背壓與低壓缸零出力工況切換邏輯，冬季優(yōu)先保障采暖抽汽188t/h與高背壓排汽475gj/h，非采暖季最大化工業(yè)抽汽輸出，平衡熱電聯(lián)產(chǎn)效率。

11、s9：完成設(shè)備安裝后，模擬高低旁聯(lián)合供汽、單旁路供汽及極端工況測試，校準抽汽壓力、溫度、流量參數(shù)，確保實際供汽能力達到設(shè)計值240t/h，并驗證化水系統(tǒng)與電氣控制穩(wěn)定性。

12、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s1中，根據(jù)赤峰能源發(fā)展規(guī)劃，工業(yè)園區(qū)需新增1.2mpa壓力等級、100噸每小時的工業(yè)抽汽，以及0.6mpa壓力等級的工業(yè)抽汽。結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備條件，1號機組已完成高背壓供熱改造，2號機組已實現(xiàn)低壓缸零出力供熱改造。改造目標為通過優(yōu)化汽輪機系統(tǒng)，將兩臺機組的工業(yè)抽汽總供應(yīng)能力提升至240噸每小時，并確保采暖與工業(yè)供汽協(xié)同運行。當前主蒸汽流量為480噸每小時，主蒸汽壓力13.239mpa，溫度535℃，焓值3427千焦每千克，為改造提供基礎(chǔ)參數(shù)支撐。

13、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s2中，整合1號和2號機組的高壓旁路與低壓旁路系統(tǒng)，采用高低旁聯(lián)合供汽模式。高旁系統(tǒng)將主蒸汽從13.239mpa減至3.93mpa，溫度由535℃降至384℃，流量80噸每小時；低旁系統(tǒng)進一步將熱再蒸汽3.94mpa降至1.3mpa，溫度535℃調(diào)節(jié)至320℃，流量160噸每小時。通過冷再蒸汽和熱再蒸汽的分流，實現(xiàn)1.2mpa抽汽100噸每小時和0.6mpa抽汽60噸每小時的穩(wěn)定供應(yīng)，同時保留切缸中排抽汽188噸每小時用于冬季采暖。

14、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s3中，每臺機組配置兩臺電動調(diào)節(jié)型減溫減壓器，閥前參數(shù)為3.93mpa、535℃，閥后輸出1.3mpa、320℃，設(shè)計容量為140噸每小時輸入、160噸每小時輸出。減溫水取自凝結(jié)水泵出口，壓力17mpa，溫度166.7℃，流量7.7噸每小時。增設(shè)0.6mpa減壓器，將1.3mpa抽汽二次減壓至0.7mpa，閥前流量85噸每小時，溫度保持320℃，無需額外減溫水，滿足低壓用戶需求。

15、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s4中，減溫減壓前母管選用12cr1movg材質(zhì)，規(guī)格為外徑273毫米、壁厚14毫米，支管外徑219毫米、壁厚11毫米。減溫減壓后主供汽管道采用20號鋼，外徑426毫米、壁厚9毫米，流速校核為51.08米每秒；0.6mpa支管外徑530毫米、壁厚11毫米，流速46.32米每秒。管道設(shè)計嚴格遵循高溫再熱蒸汽45～65米每秒、低溫再熱蒸汽30～45米每秒的流速標準，確保系統(tǒng)安全高效運行。

16、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s5中，針對新增工業(yè)抽汽最大流量320噸每小時的需求，核減原有化水處理能力后，將系統(tǒng)擴容至260噸每小時。新增設(shè)備包括凝結(jié)水處理單元及配套管道，減溫減壓器減溫水流量按15噸每小時設(shè)計，管道材質(zhì)為20號鋼，外徑57毫米、壁厚3毫米，流速2.13米每秒。預(yù)留化水系統(tǒng)土建接口，確保水質(zhì)符合蒸汽供應(yīng)的電導(dǎo)率與硬度標準。

17、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s6中，1號與2號機組互為備用，單臺機組滿負荷運行時，1.2mpa抽汽供應(yīng)100噸每小時，0.6mpa抽汽供應(yīng)60噸每小時；另一臺機組可獨立承擔0.6mpa抽汽160噸每小時。系統(tǒng)配置冗余減溫減壓器，母管與支管采用雙路設(shè)計，關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置流量與壓力監(jiān)測儀表，確保故障時快速切換，供汽中斷風險趨近于零。

18、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s7中，再熱熱段管道選用10crmo910材質(zhì)，外徑419毫米、壁厚22.2毫米，流速50.06米每秒；冷再管道采用st45.8/iii材質(zhì)，外徑406.4毫米、壁厚14.2毫米，流速38.62米每秒。高溫再熱蒸汽管道耐壓3.94mpa，低溫再熱管道耐壓3.93mpa，管壁厚度經(jīng)有限元分析驗證，確保在535℃高溫下長期運行無蠕變風險。

19、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s8中，冬季優(yōu)先保障采暖供汽，1號機組高背壓排汽量200噸每小時，供熱量475吉焦每小時；2號機組低壓缸零出力工況供汽188噸每小時，供熱量500吉焦每小時。非采暖季切換至工業(yè)抽汽優(yōu)先模式，通過調(diào)節(jié)高低旁開度，動態(tài)分配主蒸汽流量，實現(xiàn)供熱煤耗降低6%、工業(yè)抽汽效率提升15%的目標。

20、在一優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s9中，試運行階段模擬高低旁聯(lián)合供汽、單旁路供汽及極端工況，實測1.2mpa抽汽壓力波動≤0.05mpa，溫度誤差±3℃，流量偏差≤2%。化水系統(tǒng)出水硬度≤2μmol/l，電導(dǎo)率≤0.2μs/cm，滿足gb/t12145標準。最終驗證兩臺機組總供汽量達240噸每小時，管道振動值＜50μm，設(shè)備啟停響應(yīng)時間＜30秒，全面達成設(shè)計指標。

21、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本發(fā)明中，通過整合高低旁路系統(tǒng)與優(yōu)化抽汽結(jié)構(gòu)，顯著提升了供汽靈活性與能源利用效率。通過高低旁聯(lián)合供汽模式，系統(tǒng)可動態(tài)分配1.2mpa和0.6mpa工業(yè)抽汽的供應(yīng)比例，既滿足工業(yè)園區(qū)多壓力等級的用汽需求，又能兼顧冬季采暖供熱的優(yōu)先級。改造后，單臺機組可獨立承擔不同壓力等級的抽汽任務(wù)，且雙機組互為備用，大幅增強供汽系統(tǒng)的可靠性與連續(xù)性。同時，管道設(shè)計與減溫減壓設(shè)備的優(yōu)化配置，不僅降低了蒸汽輸送過程中的能量損耗，還通過材質(zhì)與流速的嚴格校核，延長了設(shè)備使用壽命，減少運維成本。

23、2、本發(fā)明中，通過協(xié)同控制策略實現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)的高效平衡。在非采暖季，系統(tǒng)可最大化工業(yè)抽汽輸出，提升機組負荷率與經(jīng)濟效益；在冬季則優(yōu)先保障采暖供熱量，通過高背壓與低壓缸零出力技術(shù)的切換，顯著降低供電煤耗?；到y(tǒng)的適配擴容與冗余機制設(shè)計，進一步保障了供汽品質(zhì)與系統(tǒng)穩(wěn)定性。整體改造在提升企業(yè)產(chǎn)能的同時，強化了能源梯級利用能力，為區(qū)域供熱供電的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。