亚临界300MW汽轮机供热增容高背压改造低压轴承改造方案

李庆朋

摘 要：本文分析了亚临界300MW等级汽轮机冬季低真空高背压供热改造，由于机组背压高、低压排汽温度高引起低压缸膨胀量大，进而影响低压轴承标高的问题。并提出了具体解决方案，对保证机组的安全、稳定、经济运行具有深远的意义。

关键词：供热增容；低压轴承；低真空

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.026

0 前言

为全面落实“节约、清洁、安全”的能源战略方针，推行更严格能效环保标准，加快燃煤发电升级与改造，努力实现供电煤耗、污染排放、煤炭占能源消费比重“三降低”和安全运行质量、技术装备水平、电煤占煤炭消费比重“三提高”，打造高效清洁可持续发展的煤电产业“升级版”的国家能源发展战略的行动计划。目前，燃煤发电机组的节能降耗已成为国家能源政策的主要核心内容。同时，国内正在服役的火电机组中，却有大部分机组循环效率偏低、热耗值较高，不符合国家节能减排的要求，因此提高机组效率，降低机组热耗成为发电企业近阶段主要工作目标。

多年来，哈汽公司一直致力于对国内外制造的多种机型通流优化改造，总结出了大量的成功经验，取得了丰硕的成果和业绩。汽轮机通过技术改造，实现能量的梯级利用，提升机组的功能适应性，在很大程度上降低了电厂发电成本，并取得巨大的经济效益和社会效益。

1 冬季低真空运行方案简介

为了解决汽轮发电机组冬季运行时热负荷持续增长和供热能力不足的矛盾，同时要保证机组夏季纯凝运行时的效率，改造后机组冬夏两季采用双低压转子更换运行的方案。在已有低压纯凝转子的情况下，再设计一套低真空运行的低压供热转子及隔板套、隔板，夏季时用常規低压纯凝转子运行，冬季更换成低真空低压供热转子运行，两转子交替使用，冬季利用高背压循环水在冷凝器里吸收热量提高温度去供热，最大限度的增加供热能力。

冬季低真空低压转子比夏季纯凝低压转子少一级，转子原末级叶片处设计成导流结构，同时配重低压转子，使轴承载荷基本与原转子相同。更换与低真空转子匹配的隔板套，原末级隔板处设计成导流装置，以满足冬季低真空工况运行。

其余结构均与夏季常规运行低压模块相同。

2 低真空运行工况所面临的问题

由于机组低压轴承箱为座缸式结构，低压轴承标高受低压缸排汽温度影响较大。改造后机组冬季供热运行工况背压值高达夏季纯凝工况的10倍以上，若保持低压轴承结构不变，由位于轴承两侧的低压外缸上的轴承支座支撑，如图1所示，轴承支撑面接近于汽轮发电机组水平中分面。经强度计算，在低真空运行工况时，机组背压高达50KPa以上，低压缸排气温度高达100℃以上，导致低压缸整体膨胀量较大，低压轴承标高会抬高0.4mm以上，在增大轴承比压的同时可能会引起轴承瓦温偏高的问题，不利于机组的安全运行。

为了保证改造后机组在冬季低真空运行工况运行时的安全可靠，我们要尽量减小低压轴承标高随汽缸膨胀的变化。

3 低压轴承改造方案

我们知道，低压缸垂直方向的膨胀量以机组基础为零点，向上方膨胀。因此，距离基础越远、标高越高则膨胀量越大。由此可知，降低低压轴承支座支撑面的标高是降低轴承标高随低压缸膨胀而引起的抬高量的切实可行的方法。

如图2所示，在低压外缸轴承正下方焊接一个用于低压轴承支撑的平面凸台，同时于轴承底部铣一平面。增加一组轴承调整垫块及垫片组，通过螺栓及定位销固定于轴承底面上。调整垫块直接与下方低压缸上新增加的平面凸台（即轴承支座）接触，通过刮研调整垫块，使其与轴承支座的接触面积达到75%以上。然后通过调整垫片组的厚度，使转子安装符合轴系找中图中的技术要求的同时，使轴承与低压缸两侧支撑面之间保持合适的间隙，轴承主要靠底部支撑，两侧为辅。此时，调整垫块与轴承支座需保证100%接触。如此，由于低压缸底部膨胀量远远小于机组水平中分面处的膨胀量，可使低真空运行工况时低压轴承标高的抬高量降至0.15mm以内，进而保证机组的安全可靠的运行。

4 小结

本文分析了亚临界300MW等级汽轮机冬季低真空高背压供热改造，由于机组背压高、低压排汽温度高引起低压缸膨胀量大，进而影响低压轴承标高的问题。并提出了具体解决方案，对保证机组的安全、稳定、经济运行具有深远的意义，为后续同类型改造机组积累了宝贵的经验。