國產亞臨界600MW汽輪機組通流改造技術方案介紹

吳桐， 李昕， 黃揆

（哈電集團現代制造服務產業有限責任公司，哈爾濱150046）

國產亞臨界600MW汽輪機組通流改造技術方案介紹

吳桐， 李昕， 黃揆

（哈電集團現代制造服務產業有限責任公司，哈爾濱150046）

針對國產600MW亞臨界汽輪機組普遍存在的熱耗高、低壓缸5、6段抽汽溫度超標等現象，提出了改進進汽插管密封形式、低壓內缸模塊改進等通流改造方案。該方案實施后，可有效降低機組整體熱耗，減少抽汽超溫現象。

汽輪機；通流改造；技術方案

0 引言

某電廠安裝有哈爾濱汽輪機廠生產的亞臨界600MW汽輪發電機組，型號為N600-16.7/538/538。機組運行以來，一直存在機組熱耗高于設計值、漏汽較嚴重等問題，導致5～8段抽汽口蒸汽泄漏，抽汽溫度超過設計值，嚴重制約了機組的安全性和經濟性。為此，本文針對該型機組特點及現象，提出并實施了改造方案。

1 原因分析

經過分析，機組產生熱耗高、抽汽超溫的原因有如下幾點：

1）原機高、中壓進汽短管與內缸的連接原設計采用有缺口的彈力密封圈保證機組膨脹時嚴密不漏。但由于彈力密封圈長期在高溫條件下運行后易發生變形，同時由于自身結構有缺口，再加上安裝過程產生裂紋損壞等問題，很難實現理想的密封效果，從而導致漏汽損失嚴重。

2）由于結構的復雜性，低壓缸在運行中，尤其是低壓內缸存在較大的“不均勻”的內部溫度場，致使1號內缸中分面變形，低壓進汽沒有進入通流部分去作功，而是漏入5、6段抽汽夾層，使5、6段抽汽溫度升高。

3）汽封結構不合理。

4）低壓通流部分的間隙不合理，易使5、6段抽汽發生漏汽。

5）低壓部分葉片級效率相對較低。

2 改造方案

針對以上原因，經過優化設計，確定了如下處理方案:

2.1 對高壓、中壓進汽插管的密封形式實施改進

將原進汽結構中的進汽插管密封形式由活塞環式結構改為疊片式結構。內環在自由狀態時的裝配與進汽插管相配，外環和內環之間留有徑向間隙，工作時依靠內外壓差產生的徑向力和軸向力，使外環槽端面和內環與接管貼緊，可減少原結構的蒸汽泄漏。

2.2 采用新的低壓缸模塊

采用哈汽公司600MW超臨界內缸模塊，即把原來1、2號內缸合為1缸，從而根本上解決了低壓進汽未經通流部分直接漏入5、6段抽汽腔室的問題。600MW超臨界內缸模塊有如下特點：1）由整體大面積漏汽到局部小面積漏汽；2）改進后整體水平中分面的接觸面積減少；3）改進后隔板套水平中分面已經基本不漏汽；4）改進后隔板套密封鍵處密封效果提高近400%，此處漏汽量大大減少；5）改進后漏入5、6段抽腔室的汽量極大減少。

2.3 葉片改進設計

1）新設計變截面扭曲的氣動性能好的中壓、低壓動葉片、高壓各反動級葉片型線；動葉圍帶內拉筋被取消，中、低壓動葉中間體和自帶圍帶由斜改直；

2）高中壓隔板導葉片改進后為自帶菱形葉冠的結構，導葉片采用先進的數控機床加工，加工后導葉片精度高，導葉片裝焊時變形量相對較小且變形量值相對穩定，因此改進后的導葉片較易保證通流的精度及喉寬，如圖1所示；

圖1 高中壓隔板結構

3）低壓末級隔板導葉片采用彎扭加前掠結構，低壓前五級隔板導葉片改為裝配式；

4）低壓次末級動葉改為自帶冠形式。

2.4 汽封結構改進

1）高中壓部分動葉頂部汽封采用了密封效果好的迷宮式汽封，并且在汽封圈上增加子汽封供汽槽，保證了彈性汽封的汽密性，提高了機組效率，如圖2所示。

圖2 高中壓葉頂汽封結構

2）低壓末級、次末級動葉頂部改進后加三道直通式汽封，低壓末級、次末級動葉頂部間隙由10.5 mm改為7.5 mm，可減少漏汽量，提高級效率。如圖3所示。

圖3 末級次末級葉頂汽封結構

3）低壓末級隔板汽封采用懸掛式低直徑汽封，汽封直徑降低，減小了漏汽面積，提高了末級效率。

2.5 對低壓缸汽封間隙進行調整

按照哈汽廠提供的新的通流間隙對高中低壓缸動葉葉頂、隔板汽封間隙、端部汽封間隙進行調整。

3 改造后效果分析

根據改造后熱力試驗報告計算，機組熱耗下降約13.24g/（kW·h），年可節約資金1600萬元，可見機組改造后的節能效果和經濟效益都較改造前有了明顯的改善。

4 結語

機組通過抽汽插管、低壓缸、隔板、葉片改造后，解決了機組一直存在的熱耗高和低壓缸5、6段抽汽口超溫等問題，消除了設備運行中存在的不安全隱患，使機組的運行更加安全、可靠，并且大大提高了機組的經濟效益。

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

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

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

（編輯：昊 天）

TK 268

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1002－2333（2014）04－0228－02

吳桐（1982—），女，工程師。

2014-01-05