汽輪機通流改造效果分析

楊曉輝,李 峰（內蒙古上都發電有限責任公司,內蒙古 正藍旗 027200）

汽輪機通流改造效果分析

楊曉輝,李 峰
（內蒙古上都發電有限責任公司,內蒙古 正藍旗 027200）

本文針對上都發電有限責任公司#3汽輪機各缸效率偏低、熱耗較高及安全可靠性較差的實際情況進行汽輪機通流改造同時兼顧鍋爐系統、電氣系統和輔助設備系統對汽輪機通流改造的影響。選擇科學合理并且經濟的改造方案，最終實現了提高了機組運行的安全、經濟性能的事例進行探討分析，為以后同類型改造提供借鑒。

汽輪機各缸效率偏低;熱耗較高及安全可靠性較差;汽輪機通流改造;經濟效益

1 前言

內蒙古上都發電廠位于內蒙古自治區中部錫林郭勒盟境內，#3機組于2007年投產。汽輪機為東方汽輪機廠采用日本日立技術設計生產的NZK600—16.7/538/538型亞臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機。機組投入運行后發現有以下缺陷a.機組存在內漏，汽耗量大；b.機熱耗高，各缸效率低；c.高中壓間汽封漏汽量大；d.低壓5、6抽溫度偏高；e.低壓轉子振動大。為此決定對上都電廠3號汽輪機進行技術改造，重點針對汽輪機各缸效率偏低、熱耗較高及安全可靠性較差的實際情況進行汽輪機通流改造，同時兼顧鍋爐系統、電氣系統和輔助設備系統對汽輪機通流改造的影響，最終達到了預期目的。

2 改造原則

（1）改造在不影響改造效果的前提下，盡可能利用原有設備；

（2）在保持現有鍋爐銘牌出力不增加及現有鍋爐各額定參數不變的前提下，通過對汽輪機通流部分進行改造，達到提高汽輪機熱效率的目的；

（3）高中壓外缸保留，低壓外缸保留,高壓內缸、中壓內缸、低壓內缸更換。高中壓轉子換新，低壓轉子用舊低壓轉子。

（4）高壓主汽閥、調閥、再熱中聯汽閥現安裝位置不變。

（5）前軸承箱（座）、中軸承座、后軸承座安裝位置不變。

（7）各抽汽口及高壓缸排汽口位置不變，現有的熱力系統不變。

（8）在額定工況下，各抽汽口的熱力參數基本不變。

（9）高中壓缸與高中壓導汽管的接口位置不變，中壓排汽口與中低壓聯通管接口位置不變。

（10）機組的基礎不動，基礎負荷不變，賣方負責核算。機組軸向推力能滿足機組安全運行要求。

（11）保證熱工測點能夠滿足設備運行要求。

（12）汽輪機通流改造后，保證汽輪發電機組的軸系扭振頻率滿足有關規范要求。

3 改造范圍

（1）前箱部分全部不作改動。

（2）高中壓部分改造有高壓內缸、中壓內缸、高中壓轉子、高中壓隔板、高中壓動葉、高中壓隔板汽封、高中壓軸封；采用舊主油泵與高中壓轉子連接使用，與新高中壓轉子配裝后做高速動平衡以及超速試驗、噴油試驗等。舊主油泵、危急遮斷飛環在解體檢修并出具相關試驗以及解體報告。

（3）低壓部分汽輪機低壓通流部分改造有低壓內缸、低壓隔板、低壓動葉、低壓隔板汽封。

4 改造后技術和性能

（1）通過改造，機組熱耗降低，額定功率達到600MW。

（2）改造后的高中壓轉子采用無中心孔整鍛轉子，低壓轉子采用舊主軸。

（3）額定工況下,背壓13.7kPa, 機組THA熱耗:≤____8120___ kJ/kW.h，機組75%THA熱耗: ≤8309 kJ/kW.h。

（4）TRL工況，背壓_30kPa,機組能安全連續發出功率不小于600MW。

（5）各抽汽口位置不變，抽汽參數等端界參數基本不變，滿足現有輔機的運行要求。

（6）TRL工況，背壓_30kPa,機組能安全連續發出功率不小于600MW。

（7）在四閥全開，主蒸汽壓力超過額定壓力5%時，各通流部件滿足強度要求，調節級壓力及各抽汽壓力不超過原設計最大值。

（8）在額定主蒸汽參數及再熱蒸汽參數下，高加全部切除，13.7kPa背壓時能發出600MW。

（9）改造后汽輪機各部件壽命不低于30年，年設備可用小時數不低于7500小時，賣方提供冷、溫、熱、極熱態允許啟動的次數和壽命消耗曲線。

（10）汽輪發電機組的振動，在額定轉速下，在任何軸頸上所測的振動的雙振幅值不大于0076mm，在任何軸承座上所測的垂直、橫向或軸向振動的雙振幅值不大于0025mm；過臨界轉速時，在任何軸頸上所測的振動的雙振幅值不大于0.125mm，在任何軸承座上所測的垂直、橫向或軸向振動的雙振幅值不大于005mm。

（11）汽輪機在任何工況下運行，推力瓦的金屬溫度最高不超過設計保證值，各徑向軸承金屬溫度最高不超過設計保證值。

（12）距汽輪機外殼1米處的噪聲低于85dB（A）。

（13）汽輪機做超速試驗時,能在112%額定轉速下短時間空載運行，任何部件的應力不超過設計許用應力，各軸承振動不超過許用值。

（14）汽輪發電機組的軸系能承受發電機出線端突然發生短路或非同期合閘產生的扭矩。

（15）汽輪機揭缸大修間隔時間為___6_年。

（16）汽輪發電機組應能在額定轉速下，無負荷連續運行48小時以上，滿足發電機空載試驗要求。

（17）改造后汽輪機滿足在30%～100%的負荷下長期運行。甩負荷后帶廠用電運行的時間為15min/次，30年內不少于30次。甩負荷后，空負荷運行時間為15min/次，30年不少于30次。電動機工況（即無蒸汽運行工況）運行時間1min/次，30年不少于30次。

5 改造對比和收益

見表1，表2，表3，表4，表5。

表1 高壓缸缸效率及熱耗收益

表 2中壓缸缸效率及熱耗收益

表3 低壓缸缸效率及熱耗收益

表4 系統改進及熱耗收益

表5 高中低壓缸改造缸效率及熱耗收益

6 結論

通過對#3機組汽輪機通流部分改造，機組熱耗降低，額定功率達到600MW，最大功率至少達到636.963MW，機組具有良好的變負荷性能，能采用復合變壓運行方式；機組具有靈活的調峰運行能力，在180MW負荷（30%額定負荷）下能長期安全穩定地運行，30%～50%額定負荷范圍內變負荷速率不小于每分鐘3%額定負荷；50%～100%額定負荷范圍內變負荷速率不小于每分鐘5%額定負荷；閥門管理功能能滿足單閥、順序閥以及各種閥點的滑壓運行要求；消除機組目前存在的主要缺陷，提高機組的可靠性、經濟性和機組變工況運行能力。使#3 汽輪機效率、帶負荷能力得到了明顯提高，綜合評估，本次改造總體效果應當是明顯的。

7 結束語

由于我國人均資源少，節約能源，降低發電成本成為各發電企業最緊迫的任務。華能北方內蒙古上都發電有限責任公司在節能降耗方面不斷加大設備技改力度，全方位探索節能降耗新途徑，節能效果明顯，增加了企業市場競爭力。

[1]內蒙古上都發電有限責任公司檢修規程,Q/HN-1-7108.08.009-2010.

[2]汽輪機說明書（東方汽輪機廠）.

[3]東方汽輪機廠上都#3機組通流部分技術改造圖紙、資料、性能試驗報告.