消除汽缸變形提高機組熱效率

王愛軍

（ 江蘇鹽城發電有限公司，江蘇鹽城 224003）

0 前言

某熱電廠#10機組于2005年投入運行，汽輪機采用哈爾濱汽輪機廠生產的超高壓、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽抽凝式汽輪機，型號為C135/N150 －13.24/535/535/0.981。額定工況:額定功率135 MW，抽汽流量100 t/h;夏季工況能發額定功率135 MW;純凝工況額定功率150 MW。

在2011年#10機組大修，汽機本體解體檢查過程中，發現高中壓內缸變形嚴重(圖1)，電端和調端的直徑誤差L1－L2均為6.1 mm，汽缸平面內開口最大2.15 mm。

合缸后，緊1/3汽缸螺栓，測得高中壓上、下內缸各處間隙如圖2所示:

圖1 高中壓內缸合缸后軸向視圖內徑尺寸

如圖3所示，隔板與汽缸隔板槽應保有3 mm～5 mm的腹脹總間隙，由于汽缸變形，實際測得的量如下表:

由于汽缸變形嚴重，造成汽缸內級間漏氣嚴重，對高中壓缸內效率產生較大影響。

1 汽缸變形的處理過程

發現高中壓內缸嚴重變形后，我們首先跟制造廠取得聯系，哈汽廠要求返廠處理。但存在加工費用過高(80萬還不含運費)以及加工、運輸時間過長(一個月)的問題。后經多方聯系，我們找到了有加工設備，但從未有過類似加工經驗的揚州電力修造廠。經過協商，揚修廠僅負責提供加工設備(C5235立車)以及操作人員，具體加工要求包括加工尺寸、加工精度、汽缸找中方案等技術方面均由我方負責。合作雙方均沒有加工汽缸的類似經驗。最終，我們通過努力，加班加點，僅用5天時間就完成了任務。

由于汽缸變形嚴重，汽缸平面以及圓周均沒有基準面，技術人員在現場找出汽缸平面以及圓周變形的規律，通過變形規律來找到基準面。因加工設備的限制，在圓周加工時，無法一次找中后從第一級加工到最后一級，必須反轉汽缸，從另一端繼續加工。這就需要重新找中，還要確保反轉后與第一次加工時的汽缸中心基本吻合才能繼續進行加工;現場技術人員不怕辛苦，多次調整，終于將平面度、圓周以及垂直度均調整到與前一次中心誤差在0.02 mm以內。具體加工方案如下:

1.1 上、下缸汽缸平面車削

如圖2汽缸平面，將4個貓爪處的最高點確定為加工基準面，在立車上用百分表測量出加工基準面到汽缸平面最低點的高度差，此數值即為汽缸平面的車削值。根據此方法，上缸車削1.30 mm、下缸車削0.75 mm。加工完成后，合缸，緊1/3螺栓，檢查汽缸結合面間隙，用0.05 mm塞尺不能通透，內開口位置約有0.07 mm的間隙，考慮到汽缸對磨還能磨掉約0.03 mm，車削尺寸正好合適。

1.2 隔板槽圓周車削

(1)現場取下下缸底部的隔板縱銷，以免影響圓周車削。上下缸合缸，裝上汽缸中分面立銷，緊固汽缸螺栓，測量各級隔板槽的相應尺寸，根據相應隔板尺寸以及腹脹間隙3 mm～5 mm，確定汽缸各級隔板槽、各道圓周的車銷量。

表2 根據隔板尺寸以及腹脹間隙確定的各隔板槽道的車銷量

(2)利用汽缸隔板槽的徑向平面，確定加工平面;利用汽缸隔板槽軸向圓周，確定加工中心。校核其余隔板槽徑向平面是否與加工平面平行、其余隔板槽軸向圓周是否與加工中心同心。然后在端面車削出一個基準面。根據確定的各隔板槽道的車銷量進行車削加工。由于立車加工深度受限，無法一次性完成所有隔板槽道的加工。由于在端面加工出一個基準面，翻轉汽缸后加工平面基本確定，再重新找加工中心，復核其余隔板槽徑向平面是否與加工平面平行、其余隔板槽軸向圓周是否與加工中心同心后，將其余未加工的槽道車削完成。

(3)為保證加工汽缸平面的平面度，將上、下汽缸涂抹紅丹粉進行對磨，打磨掉部分突出點后，緊1/3螺栓測量如下:

表3 隔板與隔板槽道間隙數據

磨缸后，用0.05 mm塞尺檢查汽缸平面間隙，均不能通透，邊緣數據如圖3所示。

2 取得的經濟效率

(1)節約檢修費用約72.7萬元。(哈汽廠加工費、運費—修造廠加工費、運費)

(2)通過加工處理，消除了汽缸變形，大大減少級間的漏氣現象，提高了高中壓缸的缸效，降低了機組供電煤耗。

根據江蘇方天電力技術有限公司對#10機組大修前、后的性能試驗報告:高中壓內缸加工后，135 MW純凝工況下，主汽門前高壓缸效率為76.32%，較大修前提高1.78個百分點，中聯門前中壓缸效率為90.73%，較大修前提高0.63個百分點;

圖3 車削、磨缸后高中壓內缸合缸平面測量的間隙

表4 中壓缸效率數據

135 MW純凝工況下，機組試驗熱耗率為8678.13 kJ/(kW·h)，修正后機組熱耗率為8396.17 kJ/(kW·h)，較大修前熱耗率降低184.61 kJ/(kW·h);

表5 熱耗計算數據(表中壓力為絕對壓力)

3.煤耗計算

供電煤耗計算公式:

q—汽輪發電機組熱耗率Kj/(Kw·h)，消除汽缸變形后#10機組熱耗率降低184.61 Kj/(Kw·h)。

ηg—鍋爐效率，2011年#10機組鍋爐效率為92.61%。

ηp—管道效率，管道效率取98.0%。

e—發電廠用電率，2011年#10機組發電廠用電率為7.10%。

由以上公式可知，在消除汽缸變形后#10機組供電煤耗降低7.48 g/(Kw·h)。

4.節能效果

2011年，#10機組實際完成自發電量7.9061億(Kw·h)、入庫標煤含稅價1052.83元/噸，按此計算年節約標煤5493.9 t，年節約燃料成本578.4 萬元。

3 結束語

汽輪機在實際運行中，因外界負荷、蒸汽參數、及汔輪機本身結構變化，均會汽輪機級內各項參數的變化，進而影響其經濟性和安全性。汽缸是汽輪機設備的重要組成部分，高中壓內缸結合面是否嚴密對機組的安全經濟運行有著舉足輕重的作用。此次，電廠通過與修造廠合作，自主處理了汽缸變形嚴重的缺陷，提高了高中壓缸的缸效，為企業的節能降耗取得了明顯的成效。同時，也加強了檢修技術人員解決同類問題的能力，對電力行業中同類型機組類似問題的解決也有著較好的借鑒作用。

［1］王罡.大型汽輪機組全工況運行熱經濟性在線分析［D］.華北電力大學，2000.1－2.

［2］林萬超.火電廠熱力系統定量分析［M］.西安交通大學出版社，1997.38 －40.

［3］馮立宇，李建榮，陳廣元等.常規干燥余熱回收裝置的研究［J］.森林工程，2012，28(2):22 －25.

［4］西安熱工院.電站汽輪機熱力性能驗收試驗規程(GB－8117 －87)［S］.北京:水利電力出版社，1996.39 －42.