汽輪機通流改造設備制造階段的質量控制

邸鑫

摘 要：電廠通過對汽輪機本體進行通流改造，不但能降低火電機組的供電煤耗，減少大氣污染物排放，而且能提高機組的運行可靠性，提升電廠的經濟效益。汽輪機通流改造能否成功，關鍵在于改造部分設備的質量是否達標。電廠為使生產的產品質量合格，通常采用駐廠監造的手段確保汽輪機通流部分設備的質量。本文以山西河曲發電公司1號機組汽輪機通流改造實例為基礎，分析其制造階段的質量控制相關活動。

關鍵詞：汽輪機;通流改造;質量控制;運行參數

中圖分類號：TM621文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）25-0035-04

Abstract： The power plant can not only reduce the coal consumption of power supply and the emission of air pollutants， but also improve the operation reliability of the unit and enhance the economic benefits of the power plant. The key to the success of steam turbine flow path reconstruction lies in whether the quality of some equipment is up to standard. In order to make the quality of products qualified， the power plant usually adopts the means of factory supervision to ensure the quality of steam turbine flow passage equipment. This paper analyzed the quality control activities in the manufacturing stage based on the example of steam turbine flow passage transformation of unit 1 in Shanxi Hequ power generation company.

Keywords： steam turbine;through-flow transformation;quality control;operation parameters

隨著我國經濟社會的高速發展，許多新興產業開始發展起來，盡管這些產業的能源需求結構相對于傳統的產業已經有所改善，但傳統產業的能源需求仍在持續性增長，因此由于高能耗導致的環境方面的問題無法得到根本解決。而在眾多產業中，火電企業是煤炭能源消耗量較大的高能耗代表企業之一，因此降低電廠的煤炭消耗量具有重要的社會意義。導致電廠高能耗的關鍵因素之一是汽輪機的通流部分設備的工作效率低。電廠如果想要實現節能減排的目標，就要對汽輪機進行通流改造，通過先進的技術手段提高汽輪機通流設備的效率，改善機組的熱力性能等。同時，企業需要嚴格把控設備制造質量。但是，由于設備制造的工藝較復雜和周期較長等，企業無法實現對設備制造質量的直接管理，因此大多企業通過駐廠監造的方式督促制造廠家的設備質量管理，從而確保設備質量，并成功實現汽輪機通流改造降耗的指標。

1 汽輪機通流部分對效率的影響及質量控制方法

汽輪機通流部分指的是高溫、高壓的蒸汽進入和排出汽缸經過的通道，主要包括進汽部件、隔板、汽封部件和排汽缸等。

汽輪機通流部分由于自身存在級外和級內損失，因此會影響汽輪機的效率，從而影響汽輪機運行的可靠性和經濟性。因此，可以通過盡量減少汽輪機通流部分的損失來達到提高汽輪機效率的目的，即選擇科學合理的葉片型式和密封結構，盡量減少高溫、高壓蒸汽的泄露和在汽缸通道中流動時因膨脹而產生的損失[1]。

具體來說，提高汽輪機效率的措施有選用高效新型的葉片和分流葉柵，設計三元流場，使用新型的汽封結構、高效的進汽室和排汽缸。工程實踐中，應綜合考慮改造所需成本和改造面臨的風險等，然后決定采用哪種措施對汽輪機進行通流改造。

產品制造過程是指包括準備原材料、將原材料加工為成品、將成品運輸至銷售地及后續的保存和調試等在內的全過程。而質量控制則是通過對整個過程中每個環節的管理和質量監控，確保最終成品的質量。

在產品生產制造過程中，影響產品質量的因素包括生產者、生產設備、原材料、設備操作、生產環境和后續調試等。因此，產品質量控制可以從這些角度入手，控制好這些因素，對可能發生的問題制定應對方案。

質量控制的方法主要有三大類，分別是策劃過程質量控制、識別關鍵過程和確定質量控制點。首先，策劃過程的質量控制主要是指由專業技術人員按照質量控制的要求制定具體方案，并據此實施對產品制造的各個流程配置資源等行為。其次，識別關鍵過程需要在上述策劃階段完成，主要是指對工藝較復雜和技術要求高的產品質量，以及對使用性能造成關鍵性影響作用的過程的重點管理。再次，確定質量控制點是質量控制過程中不可缺少的程序，主要是根據《電力設備監造技術導則》（DL/T 586—2008）和國家、行業有關規程標準以及主機廠質量保證體系和技術協議的約定來確定。

2 現役汽輪機通流部分存在的缺陷和問題

2.1 汽輪機高壓缸效率偏低

20世紀80年代，我國從美國引進了300 MW汽輪機發電機組的生產制造技術，投入國內制造廠進行生產制造，并在90年代逐漸投入運行。該汽輪發電機組也逐漸成為我國使用較為廣泛的機組之一。但是，由于我國相關領域的研究仍較為薄弱，專業技術水平有限，因此在安裝使用該汽輪機發電機組的過程中出現的許多問題仍無法得到根本解決[2]。在實際運行中，汽封漏汽量較大、汽輪機高壓缸效率偏低是出現頻率較高的問題。

在設備制造階段的監造工作主要包括以下內容。

制造廠必須事先向監理人員提供有關主要零件和材料的詳細信息。如果材料性能低于技術要求或材料的原產地發生變化，必須事先獲得監管部門的批準和確保業主方是已知的狀態。在開始制造工作之前，監理人員應熟悉相關技術圖紙、技術標準和工作規則，檢查對設備制造進行監督的必要條件是否齊全以及設備調試計劃是否合適。

如果可以確定不符合指定要求的質量問題需要解決，則監督人員必須在向制造廠提交加工要求和更正期限的同時附帶上詳細的監理記錄。如果制造廠未處理設備的質量問題或處理后的設備仍未滿足指定的技術要求，或者仍然存在重大質量問題，監理人員必須盡早向制造廠發送違規通知。對不合格設備的處置方法包括接受讓步、返工和拒收等，而關于制造廠違規處理的結果，負責監視項目的人員必須在兩個工作日內做出回應。

監管部門嚴格審查制造廠提供的生產計劃和實際的制造進度，根據分析結果發布審查報告。如果制造廠提供的時間表或實際生產時間表與合同不符合，則應通知制造廠及時進行調整，若制造廠不進行調整，監理人員就可以采取某些必要措施。

在設備制造過程中的監造中，如果出現制造廠和監理人員雙方對設備存在的質量問題的處理方面有分歧，可以按照國家相關技術規范等協商處理。此過程應將設備質量置于首要考慮地位，或者可以選擇提交仲裁機構進行裁決。

3.3 對運行參數進行評價

制造廠在完成汽輪機通流部分設備的制造、改造及后續調試之后，就可以將設備交付給發電廠，由電廠完成后續的機組安裝和投入運行。之后對完成通流改造的機組進行性能測試和熱力性能試驗，以驗證改造后的機組是否達到了預先期望值;同時，對機組的運行參數進行評價，檢驗制造和改造設備過程中的質量控制效果。

河曲發電公司1號機組經過通流改造后汽輪機參數如下。

主蒸汽溫度：538 ℃;主蒸汽壓力：16.7 MPa;再熱蒸汽溫度：538 ℃;背壓：4.9 kPa;額定功率（銘牌功率）：600 MW;額定功率下汽缸效率：改造后機組加權考核熱耗率目標值≤7887 kJ/kW·h。100%THA工況下熱耗保證值≤7 776 kJ/kW·h（背壓4.9 kPa，再熱壓損按8%計）;75%THA負荷工況下熱耗保證值應≤7 924 kJ/kW·h（背壓4.9 kPa，再熱壓損8%）。100%THA工況下高壓缸效率（含閥門損失）88%，中壓缸效率（含閥門損失）92.8%，低壓缸效率（UEEP）90.1%，過橋汽封漏汽率1.1%。

4 結語

我國現階段運行的汽輪機組大多仍采用的是20世紀90年代的技術。由于技術水平有限，因此這些汽輪機機組普遍存在能耗高而效率低的問題，具體表現為高壓缸和中壓缸效率低以及中壓缸三段抽汽溫度高。在當前節能減排的大趨勢下，各公司均選擇采取有效的措施，如對汽輪機進行通流改造，以降低設備成本，增加其經濟性。而汽輪機通流部分設備的質量則是改造成功的關鍵。為了確保設備的質量在出廠時符合合同要求，駐廠監造形式有利于幫助設備所有者控制設備質量，從而確保汽輪機通流改造成功，提高機組效率和經濟性。

參考文獻：

[1]陳占鵬.汽輪機通流改造設備制造階段的質量控制[D].北京：華北電力大學（北京），2018.

[2]李國明，謝澄，鄭磊，等.大型汽輪機通流改造中常見問題探討[J].汽輪機技術，2019（6）：473-475，478.

[3]陳志峰，支德勝.汽輪機通流改造技術探討[J].中國高新科技，2018（11）：89-91.

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[5]李富云，嚴正波，沈發榮，等.300 MW機組抽汽溫度偏高的經濟性分析[J].電力科學與工程，2011（5）：60-62.

[6]韓建春，唐彥東，李文艷，等.基于節能分析技術的汽輪機汽缸效率低原因分析[J].內蒙古電力技術，2016（2）：31-33.