| 学科专业评审组： | 能源与化工组 | | 项目名称： | 汽轮机低压缸微出力技术与应用 |
| 提名单位： | 渭南市人民政府 |
| 提名等级： | 三等奖 |
| 提名单位意见： | 大唐富平热电有限公司汽轮机低压缸微出力技术与应用，是一种灵活切除低压缸的抽汽供热系统及控制方法与生产运行紧密融合、并取得良好的经济效益、社会效益、符合国家“三改联动”政策方向的成功应用案例。
汽轮机低压缸微出力技术是在低压缸在高真空运行条件下，通入少量的冷却蒸汽，大幅降低低压缸出力至3kW～4kW，实现低压缸微出力运行工况，减弱低压缸冷却流量和中排抽汽供热流量的耦合特性，从而提高机组供热能力和供热经济性，实现深度调峰的目的。低压缸微出力技术是解决低压缸在蒸汽小容积流量工况下叶片颤振、鼓风和水蚀这三个问题的有效手段。
低压缸微出力技术应用创新点：是在低压缸本体不做改动的前提下，低压缸在2~4.0 kPa高真空、蒸汽容积流量40t/h状态下运行，从而提高机组供热能力和供热经济性，实现深度调峰的目的，同时保障低压缸末级叶片安全运行。
该技术应用安全可靠，投资小，经济效益好，有利于提高机组热效率，增强供热可靠性。不仅符合国家能源综合升级优化的政策，体现热电联产、综合利用的原则，而且为城市集中供热、节约能源和改善环境做出贡献，具有非常显著的经济效益、环境效益和社会效益。在当前新型电力系统背景下，有广泛的推广应用前景。
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| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： |  |
| 主要知识产权和标准规范等目录： |  |
| 主要完成人： | - 姓名：贾军所
排名：1
行政职务：汽机主管
技术职称：工程师
工作单位：大唐富平热电有限公司
对本项目技术创造性贡献：分析论证了汽轮机末级叶片颤振问题，给出了低压缸容积流量运行范围。低压缸末级叶片叶顶薄而且微弯，抗振性能差，叶顶圆周速度处于跨音速和超音速区域；小容积流量下叶片常在负冲角下运行，冲角变化引起叶型内弧及背弧压力场分布趋向不均匀，内弧产生扩压段，引起脱流，蒸汽涡流引发不规律的气流激振。这些因素均易诱发颤振，在某些特定工况下出现应力突增现象，甚至达到设计工况应力的10倍，会严重影响叶片的安全运行。汽轮机小容积流量工况下，应尽量避免工作在相对容积流量0.1～0.25范围内。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：朱小平
排名：2
行政职务：汽机主管
技术职称：工程师
工作单位：大唐富平热电有限公司
对本项目技术创造性贡献：分析论证了小容积流量工况。一般而言，随着低压缸末两级叶片容积流量减小，首先会在动叶根部出口位置产生沿圆周方向的涡流，动叶根部流线出现向上倾斜，出现脱流现象；继续减小容积流量，动叶根部出口位置的涡流区域与脱流高度增加；进一步减小容积流量，则不但涡流区域与脱流高度更大，而且会在喷嘴和动叶间隙出现涡流，这一涡流以接近叶顶圆周速度沿圆周方向运动；当相对容积流量减小至4%左右时，动叶后涡流区域几乎充满整个动叶流道，动叶内流线呈对角线，动叶、静叶间间隙涡流扩大至大部分流道。汽轮机低压缸末两级叶片内涡流发展随容积流量减小的变化趋势。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：杨荣
排名：3
行政职务：副总经理
技术职称：高级工程师
工作单位：大唐富平热电有限公司
对本项目技术创造性贡献：分析论证了小容积流量工况运行对机组低压缸末两级叶片鼓风工况运行安全性的影响。汽轮机级的容积流量大幅减小时，动叶进口相对速度减小，甚至为负值，造成动叶做功为负，反而需要消耗机械功加速动叶流道内的汽流，将汽流“压出”动叶流道。汽轮机某级不对外做功，需消耗机械功的运行工况称为鼓风工况。叶片在鼓风工况下运行时，动叶起鼓风作用，有时动叶后的局部静压还会大于动叶前静压。某空气透平级试验结果表明，鼓风工况下用来将流体压缩流过该级的能量消耗最大，维持静叶、动叶间隙外缘环形涡流能量次之，级后根部脱流涡的能量消耗最小，三者的比例约为(0.73~0.77): 0.2: (0.03~0.07)。
曾获国家科技奖励情况： - 姓名：李亚祥
排名：4
行政职务：副总经理
技术职称：工程师
工作单位：大唐富平热电有限公司
对本项目技术创造性贡献：分析论证了小容量流量工况流动特性。在小容积流量工况下，由于粘性的作用及沿着流动方向正压力梯度的增加而产生涡流。当容积流量减少时速比增加，排汽角大于90°，叶片效率降低。径向压力梯度增加，引起流线弯曲，动叶根部形成扩压区，产生倒流，在外缘动、静叶之间形成涡流。在容积流量降低过程中叶根先出现涡流，随后过渡到叶顶。相对容积流量在0.2以下时，脱流高度达到叶高60%以上。
曾获国家科技奖励情况： - 姓名：武瑞
排名：5
行政职务：设备部主任
技术职称：高级工程师
工作单位：大唐富平热电有限公司
对本项目技术创造性贡献：研究并应用一种灵活切除低压缸的抽汽供热系统及控制方法。
研究了该技术的理论依据和实施方式原理，分析认为低压缸微出力技术是解决低压缸在蒸汽小容积流量工况下叶片颤振、鼓风和水蚀这三个问题的有效手段。可以防止因低压缸末级和次末级叶片动应力过大而损坏、防止因叶片鼓风导致汽轮机结构部件温度超限、防止叶根和叶顶水蚀。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：刘云
排名：6
行政职务：副经理
技术职称：高级工程师
工作单位：大唐富平热电有限公司
对本项目技术创造性贡献：分析论证了低压缸零出力技术对机组其他运行安全性的影响。低压缸零出力技术，原则上对原有系统的运行安全性不产生影响，不影响改造后机组冬季供热深度调峰期间的锅炉烟气排放，不影响在异常工况下（包括机组跳闸、机组甩负荷、加热器跳闸、热网系统跳闸等）主机的运行安全性，不影响汽轮机的原有主保护系统。
曾获国家科技奖励情况：无
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：大唐富平热电有限公司
单位贡献：大唐富平热电有限公司将一种灵活切除低压缸的抽汽供热系统及控制方法应用在富平公司350MW #2机组。
组织编制了该项目的可行性研究报告，主要结论如下：（1）陕西富平热电有限公司2号机组低压缸灵活性改造优化方案，实施后能有效降低低压缸进汽消耗，一定程度提高机组深度调峰能力和供热能力。改造后在相同供热负荷下，较改造前提高调峰能力约为45MW；改造后在相同电负荷下，较改造前提高供热能力约为75MW。（2）低背压灵活性运行改造技术优化方案，针对低压缸可能出现的鼓风、水蚀和颤振等问题是可控的，该改造在技术上是可行的。
参与了项目改造的设计和实施建设，组织实施了项目的调试、数据分析和运行验收，主要结论如下：（1）通过对富平热电有限公司#2机组灵活性改造系统进行性能试验，并进行系统投运和退出。结果表明，投运过程中，机组运行平稳，汽轮机各项监测数据正常。（2）机组在投入低压缸微出力后，汽轮机本体振动数据和胀差、位移数据均在安全运行范围内。（3）低压缸进汽蝶阀可以满足低压缸最小冷却蒸汽流量40t/h的要求，运行中需开启低压缸喷水减温系统。（4）本次微出力改造进行了防冻间冷塔在线监测和防冻间冷扇区封堵改造，可满足气温在-10℃和低压缸最小排汽量条件下的防冻要求。（5）性能试验期间，微出力运行工况能有效降低低压缸进汽消耗，一定程度提高机组深度调峰能力和供热能力。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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