汽轮机通流改造效果分析

杨晓辉,李 峰（内蒙古上都发电有限责任公司,内蒙古 正蓝旗 027200）

汽轮机通流改造效果分析

杨晓辉,李 峰
（内蒙古上都发电有限责任公司,内蒙古 正蓝旗 027200）

本文针对上都发电有限责任公司#3汽轮机各缸效率偏低、热耗较高及安全可靠性较差的实际情况进行汽轮机通流改造同时兼顾锅炉系统、电气系统和辅助设备系统对汽轮机通流改造的影响。选择科学合理并且经济的改造方案，最终实现了提高了机组运行的安全、经济性能的事例进行探讨分析，为以后同类型改造提供借鉴。

汽轮机各缸效率偏低;热耗较高及安全可靠性较差;汽轮机通流改造;经济效益

1 前言

内蒙古上都发电厂位于内蒙古自治区中部锡林郭勒盟境内，#3机组于2007年投产。汽轮机为东方汽轮机厂采用日本日立技术设计生产的NZK600—16.7/538/538型亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。机组投入运行后发现有以下缺陷a.机组存在内漏，汽耗量大；b.机热耗高，各缸效率低；c.高中压间汽封漏汽量大；d.低压5、6抽温度偏高；e.低压转子振动大。为此决定对上都电厂3号汽轮机进行技术改造，重点针对汽轮机各缸效率偏低、热耗较高及安全可靠性较差的实际情况进行汽轮机通流改造，同时兼顾锅炉系统、电气系统和辅助设备系统对汽轮机通流改造的影响，最终达到了预期目的。

2 改造原则

（1）改造在不影响改造效果的前提下，尽可能利用原有设备；

（2）在保持现有锅炉铭牌出力不增加及现有锅炉各额定参数不变的前提下，通过对汽轮机通流部分进行改造，达到提高汽轮机热效率的目的；

（3）高中压外缸保留，低压外缸保留,高压內缸、中压内缸、低压內缸更换。高中压转子换新，低压转子用旧低压转子。

（4）高压主汽阀、调阀、再热中联汽阀现安装位置不变。

（5）前轴承箱（座）、中轴承座、后轴承座安装位置不变。

（7）各抽汽口及高压缸排汽口位置不变，现有的热力系统不变。

（8）在额定工况下，各抽汽口的热力参数基本不变。

（9）高中压缸与高中压导汽管的接口位置不变，中压排汽口与中低压联通管接口位置不变。

（10）机组的基础不动，基础负荷不变，卖方负责核算。机组轴向推力能满足机组安全运行要求。

（11）保证热工测点能够满足设备运行要求。

（12）汽轮机通流改造后，保证汽轮发电机组的轴系扭振频率满足有关规范要求。

3 改造范围

（1）前箱部分全部不作改动。

（2）高中压部分改造有高压内缸、中压内缸、高中压转子、高中压隔板、高中压动叶、高中压隔板汽封、高中压轴封；采用旧主油泵与高中压转子连接使用，与新高中压转子配装后做高速动平衡以及超速试验、喷油试验等。旧主油泵、危急遮断飞环在解体检修并出具相关试验以及解体报告。

（3）低压部分汽轮机低压通流部分改造有低压内缸、低压隔板、低压动叶、低压隔板汽封。

4 改造后技术和性能

（1）通过改造，机组热耗降低，额定功率达到600MW。

（2）改造后的高中压转子采用无中心孔整锻转子，低压转子采用旧主轴。

（3）额定工况下,背压13.7kPa, 机组THA热耗:≤____8120___ kJ/kW.h，机组75%THA热耗: ≤8309 kJ/kW.h。

（4）TRL工况，背压_30kPa,机组能安全连续发出功率不小于600MW。

（5）各抽汽口位置不变，抽汽参数等端界参数基本不变，满足现有辅机的运行要求。

（6）TRL工况，背压_30kPa,机组能安全连续发出功率不小于600MW。

（7）在四阀全开，主蒸汽压力超过额定压力5%时，各通流部件满足强度要求，调节级压力及各抽汽压力不超过原设计最大值。

（8）在额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数下，高加全部切除，13.7kPa背压时能发出600MW。

（9）改造后汽轮机各部件寿命不低于30年，年设备可用小时数不低于7500小时，卖方提供冷、温、热、极热态允许启动的次数和寿命消耗曲线。

（10）汽轮发电机组的振动，在额定转速下，在任何轴颈上所测的振动的双振幅值不大于0076mm，在任何轴承座上所测的垂直、横向或轴向振动的双振幅值不大于0025mm；过临界转速时，在任何轴颈上所测的振动的双振幅值不大于0.125mm，在任何轴承座上所测的垂直、横向或轴向振动的双振幅值不大于005mm。

（11）汽轮机在任何工况下运行，推力瓦的金属温度最高不超过设计保证值，各径向轴承金属温度最高不超过设计保证值。

（12）距汽轮机外壳1米处的噪声低于85dB（A）。

（13）汽轮机做超速试验时,能在112%额定转速下短时间空载运行，任何部件的应力不超过设计许用应力，各轴承振动不超过许用值。

（14）汽轮发电机组的轴系能承受发电机出线端突然发生短路或非同期合闸产生的扭矩。

（15）汽轮机揭缸大修间隔时间为___6_年。

（16）汽轮发电机组应能在额定转速下，无负荷连续运行48小时以上，满足发电机空载试验要求。

（17）改造后汽轮机满足在30%～100%的负荷下长期运行。甩负荷后带厂用电运行的时间为15min/次，30年内不少于30次。甩负荷后，空负荷运行时间为15min/次，30年不少于30次。电动机工况（即无蒸汽运行工况）运行时间1min/次，30年不少于30次。

5 改造对比和收益

见表1，表2，表3，表4，表5。

表1 高压缸缸效率及热耗收益

表 2中压缸缸效率及热耗收益

表3 低压缸缸效率及热耗收益

表4 系统改进及热耗收益

表5 高中低压缸改造缸效率及热耗收益

6 结论

通过对#3机组汽轮机通流部分改造，机组热耗降低，额定功率达到600MW，最大功率至少达到636.963MW，机组具有良好的变负荷性能，能采用复合变压运行方式；机组具有灵活的调峰运行能力，在180MW负荷（30%额定负荷）下能长期安全稳定地运行，30%～50%额定负荷范围内变负荷速率不小于每分钟3%额定负荷；50%～100%额定负荷范围内变负荷速率不小于每分钟5%额定负荷；阀门管理功能能满足单阀、顺序阀以及各种阀点的滑压运行要求；消除机组目前存在的主要缺陷，提高机组的可靠性、经济性和机组变工况运行能力。使#3 汽轮机效率、带负荷能力得到了明显提高，综合评估，本次改造总体效果应当是明显的。

7 结束语

由于我国人均资源少，节约能源，降低发电成本成为各发电企业最紧迫的任务。华能北方内蒙古上都发电有限责任公司在节能降耗方面不断加大设备技改力度，全方位探索节能降耗新途径，节能效果明显，增加了企业市场竞争力。

[1]内蒙古上都发电有限责任公司检修规程,Q/HN-1-7108.08.009-2010.

[2]汽轮机说明书（东方汽轮机厂）.

[3]东方汽轮机厂上都#3机组通流部分技术改造图纸、资料、性能试验报告.