國產(chǎn)超臨界600MW汽輪機(jī)組低壓缸抽汽超溫治理

黃揆， 馮雪

（哈電集團(tuán)現(xiàn)代制造服務(wù)產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

1 引 言

某電廠安裝有哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界600MW汽輪發(fā)電機(jī)組。型號：CLN600-24.2/566/566，為超臨界、一次中間再熱、三缸、四排汽、凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。機(jī)組運(yùn)行至今，發(fā)現(xiàn)其漏汽較嚴(yán)重，導(dǎo)致5～8 段抽汽口蒸汽泄漏，抽汽溫度超過設(shè)計(jì)值，其中5 段抽汽超溫約40℃，6 段抽汽超溫約70℃，7 段抽汽超溫約110℃，8 段抽汽超溫約50℃。本文在分析了機(jī)組抽汽超溫原因的基礎(chǔ)上，提出并實(shí)施了改造方案。

2 抽汽超溫原因分析

經(jīng)過分析，產(chǎn)生抽汽超溫的原因有如下六點(diǎn)：

（1）由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，低壓缸在運(yùn)行中存在較大的內(nèi)部“不均勻”溫度場，這容易導(dǎo)致低壓缸中分面變形，低壓進(jìn)汽并沒有經(jīng)通流部分作功，而是直接漏入5～8 段抽汽夾層，使該處溫度超過設(shè)計(jì)值。

（2）低壓缸是一個(gè)焊點(diǎn)多而且復(fù)雜的焊接成型較大的設(shè)備，如果在焊接過程及去應(yīng)力處理不到位，就會產(chǎn)生殘余焊接應(yīng)力，隨著機(jī)組運(yùn)行將易導(dǎo)致中分面變形，從而引起漏汽。

（3）低壓隔板套中分面較厚，在運(yùn)行中易變形，也可能會漏汽。

（4）低壓隔板套和內(nèi)缸的密封面，若接觸不良，將導(dǎo)致漏汽。

（5）低壓抽汽插管的密封不嚴(yán)，將導(dǎo)致漏汽。

（6）低壓通流部分的汽封間隙不合理，易導(dǎo)致5～8 段抽汽漏汽。

3 改造方案

針對以上產(chǎn)生漏汽的原因，確定了以下處理方案。

3.1 低壓隔板套（調(diào)、電）改造措施

（1）隔板套中分面增加把緊螺栓和密封鍵，使隔板套、低壓內(nèi)缸中分面處的漏汽量大大降低，從而改善5、6 抽溫度過高問題。如圖1 所示為改造后隔板模型。（2）將隔板套法蘭螺栓材料改為20Cr1Mo1VTiB，抗松弛性能提高，這有利于增大剩余應(yīng)力，從而保證密封性。

圖1 改造后隔板模型

（3）隔板套軸向定位面處增加環(huán)形擋汽片。

（4）在隔板套上開一圈槽，用來放擋汽片。

（5）在低壓內(nèi)汽側(cè)補(bǔ)焊環(huán)形法蘭，然后開槽。

3.2 低壓1 號內(nèi)缸改造措施

圖2 改造示意圖

圖3 工藝孔焊接示意圖

（1）增大螺栓預(yù)緊力和增加法蘭中分面密封鍵。

（2）將如圖2 所示的原螺栓1、2、3的材料均改為20Cr1Mo1VTiB-Ⅳ，加工尺寸按原圖加工，螺栓抗松弛性能提高，有利于增大剩余應(yīng)力，從而保證密封性。

（3）減少如圖2所示的雙頭螺栓4的長度，減小螺栓伸長量；將內(nèi)六角螺母5 改為內(nèi)六角罩螺母，減少螺栓自由長度和密封面，保證初應(yīng)力。

（4）將工藝孔蓋板焊牢，如圖3 所示。

3.3 低壓正反向1～6級隔板和葉頂汽封圈

圖4 汽封齒改造圖

將汽封齒由兩齒改為三齒，如圖4 所示。具體材質(zhì)要求：1～4 級隔板汽封和1～6 級葉頂汽封兩齒改三齒，材質(zhì)為15CrMoA；5、6級隔板汽封兩齒改三齒，材質(zhì)為1Cr12Mo。

3.4 隔板套軸向定位面改造

隔板套軸向定位面處增加環(huán)形擋汽片，改進(jìn)后漏入5、6 段抽腔室的。在隔板套上開一圈槽，用來放擋汽片；在低壓內(nèi)汽側(cè)補(bǔ)焊環(huán)形法蘭，然后開槽，如圖5 所示。

圖5 隔板套軸向改造圖

3.5 抽汽插管的形式改造

對抽汽插管的密封形式進(jìn)行改進(jìn)，改為碟片形式。在自由狀態(tài)時(shí)碟片形式抽汽插管內(nèi)環(huán)的裝配與進(jìn)汽插管相配，碟片形式抽汽插管外環(huán)與內(nèi)環(huán)間留有徑向間隙，工作時(shí)內(nèi)環(huán)與接管和外環(huán)槽端面依靠壓差產(chǎn)生的徑向力和軸向力貼緊，從而減少原結(jié)構(gòu)的蒸汽泄漏。對1#內(nèi)缸抽汽管活塞環(huán)槽進(jìn)行堆焊后補(bǔ)充加工；對2#內(nèi)缸5、6#抽汽管進(jìn)行補(bǔ)充加工，改進(jìn)后漏入5、6 段抽腔室的汽量大大減少，如圖6 所示。

圖6 抽汽插管改造后示意圖

3.6 嚴(yán)格控制現(xiàn)場螺栓熱緊程序，保證設(shè)計(jì)的螺栓伸長量

3.7 對低壓缸汽封間隙進(jìn)行調(diào)整

表1 改造前后抽汽溫度對比表/℃

按照哈汽廠提供的新的通流間隙對低壓缸動葉葉頂、隔板汽封間隙、端部汽封間隙進(jìn)行調(diào)整。

4 改造后效果分析

改造前，低壓缸5～8 段抽汽溫度偏高，低壓缸經(jīng)過以上改造后，5～8 段抽汽溫度偏高得到了明顯改善，雖然抽汽溫度仍略高于設(shè)計(jì)值，但已經(jīng)較改造前有了很大的改觀。

根據(jù)改造后熱力試驗(yàn)報(bào)告計(jì)算，機(jī)組熱耗降低了25.67kJ/kW·h，折合標(biāo)煤0.87g/kW·h、年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約3400t，可見機(jī)組低壓缸改造后的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益都較改造前有了明顯的改善。

5 結(jié) 語

機(jī)組通過低壓缸改造后，解決了低壓缸5～8 段抽汽口超溫的問題，設(shè)備運(yùn)行中存在的不安全隱患被消除，使機(jī)組的運(yùn)行更加安全、可靠，并提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 靳智平.電廠汽輪機(jī)原理及系統(tǒng)［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］ 李少華，姚亮，宋東輝，等.汽輪機(jī)缸效率和熱耗值之間關(guān)系的分析研究［J］.黑龍江電力，2012（2）：89.

［3］ 劉海昌.600MW 火電機(jī)組低壓缸抽汽超溫治理［J］.黑龍江電力，2012（12）：470-474.

（編輯 明 濤）