汽轮机通流优化改造新技术应用研究.docx

          汽轮机通流优化改造新技术应用研究                    摘要：面对国家对火力发电越来越高的节能降耗要求，必须保证机组效率达设计值运行，以提高机组效率，降低发电成本，提高经济效益和社会效益大唐滨州发电有限公司汽轮机投产后经机组性能试验，表现出机组效率低，热耗率高于设计值，出力偏差铭牌功率等状况，分析该机组通流系统存在问题经与汽轮机厂沟通研究，对汽机本体通流部分进行优化改造，通过采取一系列的技改措施，使各项指标达到了设备铭牌标准关键词：汽轮机；通流；优化改造；技术应用1.前言在汽轮机的级中，约有1/3的损失来自于漏汽损失漏汽损失与机组流通部分间隙有很大关系，一些机组各级总漏汽损失可能达到机组总损失的20%-30%，所占比重较大，因此在汽轮机检修中对通流部分的汽封间隙进行测量与调整，具有很重要的意义2.项目概述大唐滨州发电有限公司工程为”上大压小”2×350MW热电联产机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽抽汽式汽轮机，型号为C350/280-24.2/0.4/566/566，于2015年10月投产运行，2016年1月完成机组性能试验。

根据试验数据，THA工况下热耗率经修正为7792.8kJ/kW•h，高于设计值7720kJ/kW•h；在高背压工况下扣除励磁功率后，出力为336.35MW，与铭牌功率350MW偏差为3.898%从机组性能试验及实际运行数据来看，该机组表现出机组效率低，热耗率高于设计值，出力偏差铭牌功率等状况，分析该机组通流系统存在问题经与汽轮机厂沟通研究，2017年5月1日对1号机组汽机本体通流部分进行揭缸返厂改造，通过采取一系列的技改措施，使各项指标达到了设备铭牌标准3.汽轮机修前热力试验情况为进一步确定1号机组运行情况和经济状况，大唐东北电力试验研究所有限公司于2017年3月18日至3月25日对1号机组进行了A级检修前热力性能试验试验的主要结果为：（1）THA工况下，机组试验热耗率经过二类修正后为7847.78kJ/（kW•h），较设计值7710kJ/（kW•h）偏高137.78kJ/（kW•h）；高压缸效率为80.35%，较设计值83.09%偏低2.74%；中压缸效率为90.63%，较设计值91.91%偏低1.28%由于汽轮机高、中压缸效率偏低造成机组热耗率升高约74.46kJ/（kW•h），可见汽轮机缸效率的降低是引起机组热耗率升高的主要原因。

2）3VWO工况下，机组试验热耗率经二类修正后为7857.73kJ/（kW•h）；高压缸效率为81.57%，中压缸效率为91.08%3）75%THA工况下，机组试验热耗率经二类修正后为7941.55kJ/（kW•h）；高压缸效率为78.38%；中压缸效率为91.24%4）在3VWO工况下，高中压缸平衡盘漏汽量为34.63t/h，漏汽率为4.15%，比设计工况1.10%高3.05%4.机组存在的问题分析（1）机组缸效率低主要是机组高中缸通流部分的动静间隙较设计值大，使级间漏汽量大如隔板汽封、叶顶汽封、轴封间隙超标在机组检修时，针对高、中压缸通流及汽封各部分间隙进行测量，按设计要求进行调整2）高中压缸平衡盘漏汽率大从试验结果可知，1号汽轮机高、中压缸平衡盘漏汽率为4.15%，比设计THA工况1.10%高3.05%原因一是制造厂给出的设计值偏小；二是机组安装期间，动静间隙调整过大所致在揭缸检修时，针对高、中压缸轴封间隙进行测量，并按设计要求进行调整，降低高、中压缸平衡盘漏汽量5.新技术论述为解决上述问题，大唐滨州发电有限公司联合汽轮机厂，组织开展了本次新技术改造，主要创新点为更换新型高效铣制喷嘴、采用小焓降新型高效宽负荷设计静叶及更换新型小间隙阻汽片，已解决机组出力不足，热效率低，机组热耗率超标的问题。

在保证机组安全稳定运行的同时能够有效降低汽轮机热耗，提高机组效率，确保机组铭牌出力达到350MW的要求，以满足电厂高效安全运行5.1新型铣制喷嘴的应用1号机高压喷嘴组原设计方案为整体电火花成型，喷嘴组加工完成后与喷嘴室电子束焊接本次改进设计借鉴最新改造机组喷嘴组结构，采用焊接结构，新结构喷嘴组加工工艺较原方案复杂，但整体性能有很大提高图1新型喷嘴组效果图新结构喷嘴组的叶型、汽道数均与原设计数据相同，安装角、叶高、喉宽有所变化，增加了出汽面积喷嘴内环弧段、围带、外环均设计为锻件，能很好的保证质量，且叶型部分均为铣制加工，其汽道精确性和光洁度均较原结构有很大提高，能够更好地保证通流精度，同时配合哈汽最新优化阀门流量特性曲线，提升机组运行性能5.1小焓降新型高效宽负荷设计静叶的应用采用高效新型叶片设计理念，使得优化后的静叶具有较小的二次流损失，具有更大的攻角适应性，具有高效宽负荷特性同时合理扩大叶片o/t喉部面积，提高机组进汽能力以出汽圆为准轴向需修去1mm，周向3mm左右，修改前五级压力级静叶o/t，增加喉部面积可以增加机组最大进汽量及出力具体如下图（黑色为原叶型，红色为修后新叶型）：图2修型前后对比5.2采用新型小间隙阻汽片从性能试验数据及结果分析，1号机组高、中、低压缸效率较设计值偏大，判断原因为汽封漏汽量大及旁路泄漏造成的。

因此更换1号机高压内缸阻汽片，采用新型汽封材料，安装时以小汽封间隙标准进行调整，机组运行时，可根据振动自行磨合至合适的间隙，并且机组运行时不会对转子等缸体内部结构造成磨损，可以有效减小汽封漏汽量；调整解决过桥汽封间隙超标问题，减小漏汽损失；将高中压转子返厂，出力其他影响机组安全经济运行的设备缺陷，在保证机组安全稳定运行的同时能够有效降低汽轮机热耗，提高机组效率，6.改造效果分析2017年7月在1号机组A级检修，为验证汽轮机修后性能和出力情况，大唐东北电力试验研究所有限公司对1号汽轮机进行了性能考核试验，主要试验结论如下：1、THA工况下，机组试验热耗率为8140.63kJ/（kW•h），经修正后热耗率为7713.89kJ/（kW•h），较设计值7720kJ/（kW•h）低6.11kJ/（kW•h）2、在TRL工况下，修正后发电机功率为358.5MW，达到夏季工况的要求3、在TMCR工况下，修正后发电机功率为382.22MW，达到最大连续出力的要求4、在VWO工况下，修正后发电机功率为379.28MW，达到最大出力的要求通过本次一系列汽轮机通流新技术优化改造，可实现以下效果1）将压力级前五级静叶通流面积增加6%，机组最大出力增加1.55%。

2）更换新型铣制喷嘴，同时调整喷嘴面积，在保持叶高、中径不变的情况下通流面积由0.2299调整为0.25289，机组铭牌出力增加1.0%3）机组铭牌出力增加共计2.55%4）高压缸效率较修前提高4.9%，中压缸效率较修前提高2.34%（5）经二类修正后的热耗率为7713.89kJ/（kW•h），较修前7847.78kJ/（kW•h）降低了133.89kJ/（kW•h）影响煤耗降低5.24g/（kW•h）以单机年发电量17亿kW•h计算，年节约标准煤890.8吨，如标煤单价800元/吨计算，公司年节约成本约71.264万余元改造后由大唐东北电力试验研究院有限公司完成了所有试验，试验结果显示，汽轮机热耗大幅度降低，发电机功率符合设计值，取得了显著的经济效益  -全文完-。