水泥生產會造成大量的能源和資源消耗，水泥廠是名副其實的產碳大戶，據統計，水泥工業二氧化碳排放量占世界二氧化碳總排放量的7.5%，占我國二氧化碳總排放量的13.75%。而水泥企業余熱發電技術是對熟料線上的廢氣進行回收利用，是不需要燃料的余熱利用，符合當下可持續發展、綠色發展的趨勢，并可以幫助企業減少外購電量，降低水泥成本，提高市場競爭力。水泥余熱大電機組遵循以“熱定電”設計思路，根據熟料生產線的熱源情況進行選型與設計，當公司熟料生產線進行大規模技改項目之后，會造成余熱發電系統汽輪機實際運行的參數與設計時的參數出現偏差，使汽輪機無法發揮出全部的效能。本文所述的改造是針對汽輪機的通流性進行改造，通過降低蒸汽壓力，降低實際值與設計值偏差，增大通流面積的方式來實現汽輪機高效運行，提高水泥熟料生產線余熱發電量。1、余熱發電節能降耗分析1.1余熱發電節能降耗的可行性1）經濟方面水泥熟料生產線配套余熱發電是水泥熟料生產過程中必不可少的一環，如今水泥市場形勢一直低迷，水泥廠若能實現節能降耗，將會降低企業外購電量，大大減少水泥生產運營成本，同時減少碳排放。此外，現今的技術條件與技術應用模式也會降低研發成本，促進發電廠汽輪機組節能降耗工作的全面發展。2）技術方面隨著汽輪機科技的發展，我國的相關技術、工藝也在不斷提升，為汽輪機改造提供了很大支持，減少了很多阻礙，企業工作人員可充分利用先進技術與措施，不斷調整汽輪機的整體結構，進一步提高安全性、穩定性以及能源轉換比率。1.2余熱發電汽輪機能耗影響因素1）通流性汽輪機組的工作效率與通流性密切相關，通流性越好，機組的功率損耗越小，單位功率條件下的能源消耗越少；反之，通流性越差，損耗就越高，能源消耗也就越多。我公司汽輪機在投入使用之后，長時間保持高負荷運轉狀態，隨著運行時間越來越長，或其他外部因素的影響，汽輪機將會出現通流性不足的現象，此時單位功率條件下的能源消耗會不斷增加。想要提高汽輪機組的通流性，工作人員可以對通流面積和氣流量進行調整。2）出力系數出力系數是汽輪機組運行參數中一項極為重要的核心指標。出力系數越高，汽輪機能耗越低，發電水平越高。電廠調整出力系數，可實現發電能力的調控，避免出現電力能源浪費現象。3）氣壓與溫度汽輪機組運行過程中，所處環境的氣壓與溫度均會影響其耗能水平。通常情況下，若汽輪機組處于氣壓較大的狀態，蒸汽流量將會大幅增加，運行效率也會隨之下降。此外，汽輪機組需搭配鍋爐使用，若生產系統空氣輸入量不變，燃料輸入量下降，鍋爐內水量將會大幅增加。此時，鍋爐內部水垢生成概率增加，會降低鍋爐熱轉換效率，增加整體的發電能耗。2、汽輪機運行現狀與低效原因分析2.1運行現狀如表1所示，2#汽輪機組的運行壓力在0.8MPa左右，流量在41t/h左右，而汽輪機組的設計值是壓力為1.25MPa，流量為47.25t/h，可見系統壓力實際運行值與設計值存在較大偏差，導致汽輪機運行效率低下。表1兩臺機組主要運行參數統計表2.2原因分析我公司余熱發電系統投產時間較早，由于余熱發電是以熱定電，汽輪機前期設計時參考的是之前熟料線的余熱產生量，目前，熟料線已完成多項改造，余熱資源在質和量上出現明顯變化，導致汽輪機的設計值與目前的發展狀況不符合。蒸汽在相同溫度下壓力的變化對蒸汽的比容（m3/kg）影響較大，以蒸汽溫度350℃為例，蒸汽壓力為0.8MPa時比蒸汽壓力為1.25MPa條件下比容增加0.151?036?5m3/kg，增加比例為61.27%，如表2所示。由于熱量增加，蒸汽體積隨之增加，導致原設計的2#汽輪機通流量無法實現對蒸汽的充分消化與利用，嚴重影響汽輪發電機組運行效率。表2蒸汽在不同溫度壓力下熱焓值、比容對照表3、汽輪機降壓提效改造方案3.1改造原則我公司改造是基于熟料生產線工況進行的改造。隨著熟料生產線完成多項技改，節能減耗效果明顯，因此煤耗量減少，余熱發電所需的熱量也隨之減少，蒸汽量也隨之減少，蒸汽壓力降低，已經不適應現在的運行情況，所以我公司采用了一種以改造汽輪機通流性為基礎的降壓改造，通過增加汽輪機的通流面積改善機組通流性差的問題來實現汽輪機的效率提升。主要方法為降低汽輪機主汽壓力，增大蒸汽通流性，增大汽輪機的通流面積。3.2具體實施方案圖1所示為汽輪機改造的結構。將主蒸汽管道由原來的DN300調整為DN350，相應的電動主汽閥尺寸由原來的入口DN300，出口DN200調整為出入口均為DN250，喉徑不變，電動主汽閥操作座行程進行相應改造，滿足新電動主汽閥最大流量要求，相應的導汽管由原來的DN200更改為DN250，導汽管重新設計法蘭，保證與本體短接法蘭準確連接。將調節閥更換全新閥碟、閥座，重新調整行程，同時對氣缸本體進行擴孔，調節閥的閥座孔由原來的4孔變為6孔，調節閥油動機進行相應改造，滿足調節閥的配氣要求。汽輪機結構如圖2所示，汽輪機的通流部分由靜葉片和動葉片組成，有1級單列調節級和8級壓力，降壓改造后，汽輪機的通流面積不夠，末級余速損失太大，因此對汽輪機的整個通流部分進行改造，汽輪機的級數不變，通過在下缸增加一組噴嘴，改變葉片高度，調整葉片角度來增加通流能力。改造后調節級的靜葉高和靜葉高保持不變，第1級葉片靜葉高由26mm增加到37.5mm，動葉高由28mm增加到40.5mm，第2級葉片靜葉高由32mm增加到47mm，動葉高由34mm增加到50mm，第3級葉片靜葉高由42mm增加到59.5mm，動葉高由44mm增加到62.5mm，第4級葉片靜葉高由60mm增加到76.5mm，動葉高由63mm增加到79.5mm，第5級葉片靜葉片由82mm增加到100.5mm，動葉高由96mm增加到104mm，第6級到第8級末三級葉片尺寸不變，通過增加5°的葉片角度來增加通流能力。根據電動主汽閥、調節閥的改造，修改TSI行程參數，并重新整定，修改調速器設置參數，滿足降壓改造后的要求。圖1余熱發電系統結構示意（部分）圖2汽輪機葉片結構示意3.3實施效果改造后汽輪機參數如表3所示。改造后的汽輪機主汽參數貼合實際生產線的真實數值，保證機組安全性的同時提高了發電效率，圖3、圖4所示為2#汽輪機發電功率改造前后的趨勢圖。表3改造后汽輪機參數圖32022年10-11月份2#汽輪機發電趨勢圖（改造前）圖42023年6月份2#汽輪機發電趨勢圖（改造后）由圖3可以看出，2#汽輪機改造之前的發電功率大多在6~8MW，由圖4可以看出，2#汽輪機改造之后的發電功率大