215MW機組機側優化方法的研究

羅毅利

（華電能源股份有限公司牡丹江第二發電廠，黑龍江 牡丹江 157015）

華電能源股份有限公司牡丹江第二發電廠（以下簡稱牡二廠）#5號機組為蘇聯列寧格勒金屬工廠生產的K-215-130-1型一次中間再熱、三缸兩排汽、單軸冷凝式超高壓汽輪機，于20世紀90年代初投產。根據#5機組診斷試驗結果，結合不同電廠同類型機組普遍存在的問題，按照#5機組設備、系統設計、安裝、現場布置，吸收不同電力設計院設計特點，以及國外同類型機組的先進技術和國內同類型機組已使用過且經運行考驗成功的技術和經驗。在機組安全運行的基礎上，通過采取相應技術措施來提高機組的運行經濟性，對設備及系統進行完善改進和優化。

對機組投運以來從未使用過、或稍經改變運行及操作方式完全可以滿足機組安全運行，而不需使用的系統及設備應予以徹底割除。

1 汽輪機本體部分改造

目前，機組汽封采用傳統的梳齒式汽封，汽封型式比較落后，間隙比較大，為了減少汽封漏汽，提高缸效，特進行汽封優化改造。

結合幾十臺機組的汽封改造經驗，確定出各種新型汽封在汽輪機各部位的優點和劣勢，通過不同汽封的組合，達到最佳效果，在保證機組安全性的同時提高高、中、低壓缸效率，在降低成本的同時，采用最佳改造組合方案取得最佳效果。

1.1 汽封改造具體位置

見表1。

表1 汽封選型詳單

布萊登汽封共22圈,側齒汽封共75圈，經現場測繪后，加工毛坯送達現場進行精加工，以保證其同心度和間隙要求。

1.2 高、中壓缸噴嘴返廠修復

高、中壓缸噴嘴經過長時間運行，吹損比較嚴重，為提高調節級效率，建議將高、中壓缸噴嘴拆除后返回哈汽廠進行修復。

1.3 凝汽器優化

將凝汽器銅換熱管更換不銹鋼換熱管。不銹鋼管兩頭先漲后焊，能夠提高管口的密封質量。由于不銹鋼管管壁可以做到0.5 mm厚，所以不銹鋼管的傳熱效果要好于原銅換熱管，同時不銹鋼管的清潔度要優于銅管。

1.4 檢修工藝要求

（1）如組裝前轉子存在彎曲度（設為L），則該轉子的間隙控制標準根據彎曲度情況進行修正：軸彎曲最大點部位控制標準根據上述控制標準增加L，兩端不變，其他部位增加值酌情減小。

（2）設備解體后應采用全實缸壓鉛絲的方法測量修前間隙，如設備解體后發現汽缸存在張口，應采用冷緊或熱緊的方法，在消除汽缸張口的情況下測量各處實際間隙。

（3）高、中、低壓缸均應在隔板洼窩中心驗收合格后，采用全實缸壓鉛絲或硅膠膏的方法，驗收汽封間隙符合要求。

（4）采用噴珠的方法對汽輪機動靜葉片進行除垢。汽輪機通流部分葉柵的光潔和清潔程度對汽輪機的出力能力和缸效率有很大的影響，經運行一段時間后，難免有顆粒沖刷和結垢。由于機組通流部分的隔板之間和葉輪之間的軸向距離小，無法采用人工方法對表面進行處理，所以采用玻璃珠噴丸的方法，既可徹底地清除表面污垢，又可同時消除葉柵的應力。實施方案：大修中對采用噴珠法等新工藝對汽輪機動靜葉片進行除垢。

（5）根據機組解體后實際情況，對部分阻汽片進行更換并調整。

2 汽輪機熱力系統優化

機組熱力系統設計龐大、冗余系統多，疏放水系統復雜，汽輪機本體疏水、主再熱蒸汽疏水閥門內漏頻繁發生，高、低壓加熱器部分放水門、危急疏水門泄漏嚴重，還存在汽泵最小流量閥內漏、減溫水閥門內漏等情況；部分閥門泄漏導致設備及系統無法隔離，影響機組安全性。疏水閥不嚴可造成大量蒸汽短路進入凝汽器，使凝汽器熱負荷增加，影響真空，又造成有效能的大量損失，系統缺陷嚴重影響機組的經濟性和安全性。

2.1 主蒸汽系統

（1）將#1、#2電動主閘門前疏水及主汽聯通管疏水合并，合并后原支路進口手動球閥保留，主管上增加一進口疏水截止閥（或進口球閥），原主汽聯通管至地溝疏水保留，取消的支管對應的高壓擴容器側接口用堵頭悶死，見圖1。

圖1 合并#1、#2電動主閘門前疏水及主汽聯通管疏水

（2）合并#1、#2高壓調速汽門座疏水，合并后設手動球閥，取消的支管對應的高壓擴容器側接口用堵頭悶死，見圖2。

圖2 合并#1、#2高壓調速汽門座疏水

2.2 再熱蒸汽系統

（1）合并甲、乙、丙、丁中壓自動主汽門前疏水，合并后設進口手動球閥和進口手動截止閥，至地溝的手動截止閥更換；取消的支管對應的高壓擴容器側接口用堵頭悶死，見圖3。

圖3 合并甲、乙、丙、丁中壓自動主汽門前疏水

（2）合并 S1、S2、S3、S4中壓自動主汽門前排大汽管路疏水及疏減器電動門門前疏水，合并后設進口手動球閥和進口手動截止閥，至地溝的手動截止閥更換；取消的支管對應的高壓擴容器側接口用堵頭悶死，見圖4。

圖4 合并S1、S2、S3、S4中壓自動主汽門前排大汽管路疏水及疏減器電動門門前疏水

（3）合并 #1、#2、#3、#4中壓導管疏水，合并后設手動球閥，取消的支管對應的高壓擴容器側接口用堵頭悶死，見圖5。

2.3 四段抽汽至除氧器管路改造

圖5 合并#1、#2、#3、#4中壓導管疏水

止門側容易積水，造成管道較大振動，對機組安全運行產生不利影響，同時增加了檢修維護量。現將該逆止門上移，并將四段抽汽至除氧器管路加高，更換相關三通，使得除氧器側水無法進入抽汽管道，避免出現管道振動現象。具體改造情況見圖6。

圖6 四段抽汽至除氧器管路改造情況

2.4 消除內漏閥門及熱力系統漏泄量偏大問題

閥門的泄漏是影響機組熱耗的重要因素。目前，高壓閥門存在內漏現象較多，影響機組的經濟性。部分疏放水直接進入凝汽器，增加了凝汽器熱負荷，降低了循環熱效率。

閥門的泄漏是影響機組熱耗的重要因素，建議利用修前的熱力系統檢查，對汽水系統閥門進行徹底地普查，掌握閥門的泄漏情況，為大修中閥門檢修和更換提供依據。組裝后要泵壓驗收合格，主要內漏閥門增設手動門或改為進口高壓球閥。

高壓系統的閥門更換高質量閥門基本原則：①每一路疏水閥門一般更換兩只閥門，一只手動進口球閥，另一只手動進口截止閥。原臨時消漏而增加的閥門均應取消。②小口徑且操作次數較少的閥門，如有泄漏以修為主，一般不更換。③原內漏閥門除更換的外，必須修復。

經常性內漏的高溫高壓閥門及重要的閥門，在大修中建議增加一道高質量的手動球閥。

2.5 部分電動門及調整門更換

（1）快減至凝汽器電動門。機組快減至凝汽器電動門內漏嚴重，運行時使大量高溫高壓新蒸汽直接漏入凝汽器，嚴重影響機組經濟性，因此需要進行更換。

（2）廠減調整門。#5機廠減調整門因閥芯沖蝕損壞，已失去調節功能，無法調節廠減壓力和流量，影響廠用蒸汽系統運行，因此需要進行更換。

（3）凝結水調整門。#5機凝結水調整門因閥芯沖蝕損壞，已失去調節功能，無法調節凝結水流量，影響凝結水系統運行，因此需要進行更換。

2.6 更換保溫材料

機組運行20多年來，部分保溫材料的保溫性能已有下降，設備、管道及其附件的保溫效果變差，不僅使機組散熱損失增四段抽汽至除氧器管路設有兩個逆止門，靠近除氧器的逆大，影響到機組的經濟效益，還會導致職業安全健康的現場工作環境惡化，嚴重者將威脅人身安全和全廠的安全生產。建議選擇符合環境保護和職業安全健康，導熱系數低、抗壓強度高的優質保溫材料，對機組保溫不合格部位進行更新。

2.7 增加凝結水流量孔板

為提高實驗準確性，在除氧器入口凝結水管道上加裝凝結水流量孔板，在差壓變送器引出管路上安裝三通，以方便實驗所用。

在優化前認真分析機組能耗現狀，查找與全國同類型機組先進水平的差距，分析節能潛力，在保證了安全的基礎上制定符合機組實際可行的節能優化方案。堅持節能技術改造的原則。利用大修機會對主機和系統進行優化改造治理，降低機組能耗指標。優化項目按照“修前性能診斷—初步方案制定—方案確定—方案實施管理程序開展工作，保證優化改造方案科學性、合理性。

通過以上管理程序對前蘇聯列寧格勒金屬加工廠生產的K-215-130-I型汽輪機進行優化改造，降低機組能耗指標。將利用本次優化改造總結經驗、深化研究，為同類型機組的優化提供最簡單、最實用的優化方法。