捷制500MW汽輪機(jī)組效能分析與改進(jìn)

惠坤龍 朱凱麗 雷瑤 王欠兒

摘 要：現(xiàn)如今國(guó)家在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期對(duì)節(jié)能減排工作尤為重視，而電力行業(yè)恰恰又是節(jié)能減排的重點(diǎn)，這其中主要發(fā)電裝置汽輪機(jī)組的制造和改進(jìn)對(duì)節(jié)能減排工作有很大幫助，本文著重分析了目前我國(guó)電力企業(yè)使用較多的捷制500MW汽輪機(jī)組的不足，并在此基礎(chǔ)上對(duì)汽輪機(jī)組的改進(jìn)措施進(jìn)行了初步探討。

關(guān)健詞：汽輪機(jī)組；節(jié)能減排；優(yōu)化改造

中圖分類號(hào)：TK268 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

“能源安全、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)”是當(dāng)今世界發(fā)展和公認(rèn)的基本原則，其關(guān)鍵核心就是節(jié)能減排。汽輪機(jī)作為電廠里進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的核心環(huán)節(jié)，它承擔(dān)著效能優(yōu)化的重要任務(wù)。隨著煤炭?jī)r(jià)格不斷地上漲以及當(dāng)下節(jié)能減排任務(wù)的緊迫性，如何提高汽輪機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)性的問題也亟待解決。汽輪機(jī)使用中關(guān)鍵是節(jié)能和提效，經(jīng)過一系列改進(jìn)，能夠取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)

我國(guó)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展日益迅速，由此電力工業(yè)對(duì)汽輪機(jī)制造業(yè)提出的要求不斷提高，汽輪機(jī)逐漸向大容量、高參數(shù)、低污染、高可靠性、負(fù)荷適應(yīng)性高、自動(dòng)化程度高、安全、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。如今大型的汽輪機(jī)一般都采用級(jí)數(shù)多、多汽缸、多排汽的結(jié)構(gòu)。

如今國(guó)內(nèi)外汽輪機(jī)發(fā)展的總體趨勢(shì)為使單機(jī)功率增大，使蒸汽的初級(jí)參數(shù)得到提高，優(yōu)化汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)中通流部分的設(shè)計(jì)，進(jìn)而改善中間的再熱系統(tǒng)，并提高回?zé)峤o水系統(tǒng)的效能，來增加汽輪機(jī)系統(tǒng)的熱值經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；優(yōu)先發(fā)展和研究大型的熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)系統(tǒng)以及燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)汽輪機(jī)系統(tǒng)，以此來增加能源的一次利用效率；通過計(jì)算機(jī)軟件研發(fā)汽輪機(jī)組的自控系統(tǒng)，進(jìn)而使得汽輪機(jī)組變得更加自動(dòng)化和智能化；使用領(lǐng)先的加工工藝和設(shè)備，按照嚴(yán)格的質(zhì)量管理和控制標(biāo)準(zhǔn)，以此來保證汽輪機(jī)零部件的質(zhì)量，進(jìn)而提升汽輪機(jī)組的整體性能。

汽輪機(jī)是能夠?qū)崿F(xiàn)電廠功能的原動(dòng)機(jī)，而汽輪機(jī)組則是實(shí)現(xiàn)動(dòng)能、熱能及電能之間的相互轉(zhuǎn)換，并且汽輪機(jī)經(jīng)常與鍋爐、凝汽器、加熱器、發(fā)電機(jī)和泵配套使用，因此能夠引起汽輪機(jī)組能量損耗比較大的原因在于汽輪機(jī)組本體泄漏嚴(yán)重及較大的汽輪機(jī)運(yùn)行能耗。此外，沙塵和風(fēng)對(duì)空冷凝汽器性能的影響及凝結(jié)水溶氧超過標(biāo)準(zhǔn)均會(huì)降低空冷汽輪機(jī)組傳熱效率，進(jìn)而增加了汽輪機(jī)運(yùn)行能耗。

2 捷制500MW汽輪機(jī)組效能分析及改進(jìn)措施

2.1 當(dāng)前汽輪機(jī)存在的問題

捷制500MW汽輪發(fā)電機(jī)組存在的問題如下：（1）a.汽輪機(jī)汽封是采用傳統(tǒng)的梳齒式汽封（見附錄），當(dāng)運(yùn)行不到一個(gè)大修周期時(shí)，汽封間隙會(huì)明顯增大；b.高中壓隔板、軸封漏氣，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)內(nèi)效率及熱耗增大；c.低壓軸封漏空會(huì)影響凝汽器換熱效果和整機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的提高；d.機(jī)組在多次啟停機(jī)后，由于振動(dòng)及動(dòng)靜部分碰磨使得汽封的間隙明顯增大，使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行收到嚴(yán)重影響。（2）疏水系統(tǒng)很復(fù)雜，有很多閥門和疏水器，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，內(nèi)漏現(xiàn)象很嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致凝汽器熱負(fù)荷增大，在影響真空系統(tǒng)嚴(yán)密性的同時(shí)也惡化了低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)葉片的工作環(huán)境；還造成了嚴(yán)重的熱損失，增加了機(jī)組的熱耗值，進(jìn)而影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)安全性運(yùn)行。

2.2 改進(jìn)措施

在檢修時(shí)[1]，發(fā)現(xiàn)主機(jī)本體同流部分間隙出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)問題，主機(jī)高壓前的三級(jí)隔板，以及中壓2、6、8級(jí)隔板軸向間隙均大于標(biāo)準(zhǔn)值。為此對(duì)這些隔板的進(jìn)汽邊進(jìn)行車削，對(duì)排汽邊進(jìn)行補(bǔ)焊，進(jìn)而使隔板發(fā)生軸向的移位，對(duì)高壓內(nèi)缸通過向進(jìn)氣側(cè)移位0.90mm來優(yōu)化高壓內(nèi)缸前隔板的軸向通流間隙。通過對(duì)高壓內(nèi)缸和其前隔板的三級(jí)汽封進(jìn)行位移，來調(diào)整內(nèi)缸的通流間隙符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

由于17-25級(jí)的轉(zhuǎn)子被嚴(yán)重磨損，加之汽封塊上的彈簧墊片已經(jīng)失效，所以應(yīng)對(duì)不同壓力等級(jí)的汽封裝置進(jìn)行優(yōu)化改造。首先將低壓內(nèi)缸的前軸與后軸端的汽封用蜂窩鐵素汽封替換，接著再把中壓和高壓等級(jí)的汽封用布萊登型汽封裝置替換，然后把低壓內(nèi)缸中間部位隔板的汽封裝置進(jìn)行更換，最后在校準(zhǔn)各個(gè)汽封裝置的間隙。

軸封系統(tǒng)改造重新布置低壓軸封疏水?dāng)U容器。取消熱力系統(tǒng)部分閥門旁路門，熱力系統(tǒng)疏水點(diǎn)位置不變，改變疏水管走向，并精簡(jiǎn)合并了部分疏水管路。改進(jìn)軸封系統(tǒng)為自密封系統(tǒng)，用于回收工質(zhì)，充分利用系統(tǒng)能量；以消除高低旁泄漏；進(jìn)行燃燒調(diào)整，使減少減溫水量的投運(yùn)；檢查高壓缸排汽排汽逆止門保持開啟狀態(tài)；加強(qiáng)和完善膠球清洗裝置與系統(tǒng)維護(hù)。

2.3 改進(jìn)后效果

通過對(duì)高、中壓缸汽封進(jìn)行改進(jìn)，能夠有效地減少汽輪機(jī)內(nèi)級(jí)間的漏氣損失和軸端漏汽損失，可以進(jìn)一步提高高中壓部分的內(nèi)效率。但對(duì)于低壓缸軸端汽封而言，通過改進(jìn)可以使低壓缸真空的嚴(yán)密性得到提高，進(jìn)而改善低壓部分的做功能力。因?yàn)楦摺⒅袎焊赘臑椴既R登汽封，能夠有效防止因?yàn)檎駝?dòng)而引起的汽封摩擦、大軸彎曲及軸瓦損壞等事故的發(fā)生，這對(duì)于保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行水平來說具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁卓文.500MW汽輪機(jī)組節(jié)能改造應(yīng)用.山西電力，2013（6）.