汽輪機本體通流部分改造及效果分析

王學成

摘 要：本文簡要分析了汽輪機流通部位改造的技術原則及主要內容，并對改造后的效果進行了深入的分析，希望能為國內企業改造汽輪機帶來一定的參考價值。

關鍵詞：機組汽輪機;流通部位;改造;效果分析

0 引言

汽輪機本體流通部位的改造能夠有效提高機組的整體運行效率，降低企業的經濟成本，同時還能達到減少污染排放，提高企業經濟效益的目的。現階段，國內諸多企業紛紛將多種國際先進技術融入到汽輪機改造之上，并有針對性的國內的老舊機組進行改造。

1 汽輪機本體改造的必要性

采用最新的汽輪機設計技術對超臨界660MW等級機組高、中、低壓通流部分進行改造，最大限度提高通流效率，盡可能消除內漏， 從設計上提高機組整體效率并確保運行效率與機組設計效率趨于吻合，從而最終降低機組熱耗率，提高機組經濟性。

2 改造的基本技術原則

通過對近年來國內汽輪機流通部分改造的情況分析可以得出改造時必須遵循以下幾點技術原則：一是安全性。安全性改造主要分為兩個部分，分別是增強薄弱部位與改善問題部位，從而達到提高機組運行穩定性與安全性的目的。二是控制改造量。改造量的提高意味著改造成本的增加，且高改造量卻不代表著改造效果的提高。因此，在改造機組時要盡量在原有機組結構的背景之下進行改造，確保可以充分利用原有的機械結構及設備。三是部分設備位置不變。在改造時，設備位置發生改變較為常見，但部分設備及技術卻必須保持不變，如軸承座的位置不變等。四是優化運行模式。企業需要從機組的實際運行情況出發，調整負荷率。五是回熱系統。機組與熱力系統相關的任何參數不得改變，中壓缸添加一級回熱抽七，抽汽部分則要安裝外置蒸汽冷卻機。六是改造機組流通部分。流通部分的改造要盡量選取國際先進技術或者自主研發技術，改造方向要以提高機組效率為主。七是優化設計理念，改造通流部分，以提高機組的節能效果。八是汽輪機改造。汽輪機改造是整個流通部分改造的關鍵之一，改造后的汽輪機需要達到既定的使用壽命，一般其使用壽命不會低于三十年。改造后需要定期對汽輪機進行維修及調試，一般以5年為一周期進行維護，且在改造后的三十年內汽輪機不會因為改造因素而出現大面積的故障問題。

3 改造的主要內容

（1）葉片。機組所使用的高壓及中壓葉片均需要改造成新開發的330mm次末級葉片，330mm次末級葉片與常規葉片相比具有低損失的特點，可以充分利用熱量，保證機組的熱效率。低壓葉片則要采用新開發的780mm次末級葉片，780mm次末級葉片的最大優勢在于安全性高，使用壽命長，可靠性高。

（2）汽封結構。典型的反動式通流技術，動靜之間軸向間隙較大，啟動和變負荷時基本不需要考慮脹差要求;軸向間隙大徑向間隙小，即有利于汽輪機快速啟動和變負荷，又能保證機組具有較高的通流效率;重新設計的汽封間隙值將控制在最小范圍之內，所有汽封片使用薄的不銹鋼異型鋼帶和哈汽的新型汽封材料;單級焓降較小的反動式葉片能夠設計成很小的葉片寬度，實現在有限的通流長度內設置更多的級數;小焓降多級數反動式葉型，通流效率高，轉子應力低。

（3）缸體。改造葉片意味著同樣需要改造缸體，缸體改造以優化為主，以提高缸體進汽量，解決冷態啟動時的進汽量低問題，從而實現提高缸體的運行效率。此外，缸體進汽管道同樣需要改造，改造方向以提高管道密封性為主，其目的在于減少漏氣量。

（4）調節級。更換調節級噴嘴、剛度和動特性更好的三胞胎調節級動葉，優化調節級焓降，提高調節級效率;三胞胎葉片，高強度，適應順序閥運行模式;子午面收縮噴嘴，具有更高效率，噴嘴表面采用滲硼強化防護，固粒腐蝕下降為原材料0.2;焊接噴嘴剛性好熱應力小，熱膨脹性好;進汽插管保留彈性密封技術，熱膨脹性能好，運行時無泄漏。

4 改造效果

（1）節能效果。汽輪機流通部位改造后呈現出了較為明顯的節能效果，機組的多項消耗量明顯下降，且機組效率得到了明顯提升，并能滿足電網調峰的基本要求。但是，盡管汽輪機流通部位改造后基本達到了預期的目的，但與預期的設計相比依然存在一定的差距。因此，汽輪機改造依然存在巨大的潛力，依然可以進行下一階段的改造。

（2）經濟效果。實踐表明，改造后的汽輪機使用壽命得到了有效的提高，生產成本降低，這對于增加企業利潤，提高企業在市場當中的競爭力有著直接的幫助作用。若在條件允許的情況下，可以適當對各個系統及汽輪機的參數進行調整，從而達到汽輪機運行的效率及經濟性的平衡點。

（3）整體運行效果。從企業生產的角度來看，資源消耗量的多少不僅僅取決于汽輪機的運行效果及經濟性效果，其他系統的資源消耗量同樣需要注意，如熱力系統、凝汽器等。因此，想要保證整條生產線的節能效率，就必須綜合整條生產性的實際情況進行考慮，并以此為基礎對汽輪機進行調整，從而取得節能效果的最大化。

5 結語

綜合來看，國內對于汽輪機流通部位的改造目前已經初步取得了一定的成績，但依然存在一定的缺陷與問題。企業在經營的過程中不僅僅要重視生產的效益，更要不斷追求技術創新，不斷對汽輪機等機械設備進行改造。

參考文獻：

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