汽轮机高压缸效率的提高研究

许振宇

摘 要：汽轮机高压缸效率的提高是关系到火电厂发电效率提升的关键因素之一。本文以火力发电厂汽轮机高压缸运作的原理为基础，分析了汽封间隙调整易偏大问题和再热器减温水量对机组效率的影响问题，并提出了提升汽轮机高压缸效率的策略。

关键词：发电厂;汽轮机;高压缸;效率提升

中图分类号：TK261 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）20-0131-02

Research on Improving the Efficiency of High Pressure

Cylinder of Steam Turbine

XU Zhenyu

（Tianjin Huadian Fuyuan Thermal Power Co.， Ltd.，Tianjin 301700）

Abstract： The improvement of high pressure cylinder efficiency of steam turbine is one of the key factors related to the improvement of power generation efficiency in thermal power plant. Based on the principle of high pressure cylinder operation of steam turbine in thermal power plant， this paper analyzed the problem of easy deviation of seal clearance adjustment and the influence of reheater temperature reduction water quantity on unit efficiency， and put forward some strategies to improve the efficiency of high pressure cylinder of steam turbine.

Keywords： power plant;steam turbine;high pressure cylinder;efficiency improvement

电力工业是我国社会市场经济发展的重要影响因素之一，电力作为我国社会发展的基础能源，在社会经济发展中发挥着重要作用。而火电厂是电力的源头之一，关乎着电力资源的稳定供应和社会发展，是我国经济产业结构中的核心产业[1-3]。随着科学技术水平的不断提高，我国电力资源的生产发生了巨大的转变。当前，我国电力能源结构以火力发電为主，水力发电、核电以及风力发电等逐步增加，而在火力发电厂中，汽轮机效率直接影响发电厂的经济效益。

1 汽轮机高压缸运行原理

发电期间需要通过传送装置将煤炭运送至锅炉内部，进而提供热能，产生水汽。值得注意的是，改变煤炭的物理状态，提高煤炭的产热效果，这样可以极大地提高煤炭的资源使用率，增大汽轮机的动能提供量，最终带动火电厂发电效率的提升。在作业过程中，煤粉通过高温空气的传递，由排粉风机送至锅炉炉膛内部。炉膛内的煤粉不断燃烧，将产生的高压水蒸气输送至汽轮机，作为汽轮机的动力资源。汽轮机高速旋转，水蒸气的温度逐级下降，随后排入凝汽器中。锅炉作业期间，需要将水蒸气中的热能转变为汽轮机中的机械能。汽轮机通过联轴器与发电机连接在一起，将汽轮机中的机械能转变为发电机中的电能，而后经过升压站将电能传递到输电线路，由此可以看出，电厂汽轮机对电厂的发电能力有着重要的影响[4-6]。

汽轮机高压缸的养护和管理工作是电厂运维管理的重点内容。因此，做好整体系统的研究，了解动能损失和处理是提高汽轮机高压缸效率的关键，可以确保电厂发电稳定，保证社会用电。高压缸效率低下的主要原因是漏气造成的压力不足。所以，要想提高高压缸的效率，人们需要提升其密闭性，通过在汽轮机高压缸加装退让式活动汽封等措施，减少由调节级后经高压前汽封漏入高压缸排汽口的蒸汽流量，从而提高高压缸内部的水汽压力，提高高压缸水汽初始力量。这样可以提高高压缸的经济效益，增加其做功效率。改进高压缸后，夹层漏汽面积减小，满负荷工况漏汽量至少可减少14t/h。由于漏汽损失大大减少，在高压缸其他各压力级效率维持不变的条件下，按设计工况的高压缸有效焓降为60kJ/kg计算，改进后此工况下可增发出力值为14 000×330/3 600=1 283kW。技术改进使得高压缸内部的漏气减少，解决高压缸上下缸温度差过大的问题，使得高压缸运转更加稳定和安全。

2 汽轮机高压缸运行效率的影响因素

2.1 汽封间隙调整易偏大

引进型300MW机组为反动式汽轮机，相比于传统的冲动式汽轮机，动叶具有更大的压力差，再加上使用新型转子，其尺寸和轴封尺寸都比传统的大，因此发电期间高压缸的漏气问题比较严重。旋转部体中的间隙过大，造成高压缸内部水汽压力降低，这部分泄露水汽无法通过叶片做功产生电能，导致汽轮机发电效率降低。所以，要想提升汽轮机高压缸效率和发电效率，人们应该调整通流部分的汽封间隙大小，尤其是轴端汽封的间隙，增强高压缸内部的气密性。

2.2 再热器减温水量对机组效率的影响

汽轮机组运行期间，受热面的喷水处理会产生蒸汽，蒸汽通过汽轮机的高压缸和低压缸可以产生压力差，形成一个循环系统，其内部的压力差越小，循环速度会越低，所以在整体汽轮机组负荷不变的前提下，提升高压缸的内部汽压，能够改变蒸汽系统的循环速度。同时，要加强对喷水量的调控，由于再热器受热面积相对有限，如果喷水过量，很容易产生气体温度低的现象，使得水汽压力达不到要求，无法为汽轮机转动提供足够的动力。另外，要做好水量控制工作，充分发挥再热器的作用，提高高压缸与低压缸的温度差，为汽轮机提供足够的动力，以提升汽轮机的发电效率，降低发电厂的煤炭消耗，提升经济效益。

3 汽轮机高压缸的效率提升策略

3.1 加强对汽缸定位方式和状态的监测和调整

人们要加强对汽缸定位方式和状态的监测和调整，特别是在连接抽汽、导汽管道以及汽缸扣盖前，要完成汽缸定位装置的安装和调试工作，消除外部应力，防止缸体变形和汽缸中心偏移等因素影响汽封间隙。设备安装期间，安装导汽管时要一边安装一边检测，检测汽缸中心，准确地将其安装在中心位置，保证导汽管的气密性，减少水汽泄露，提高汽轮机高压缸的工作效果。同时，低压缸也要进行一定的优化处理，高压缸和低压缸共同构成水汽循环系统。人们要对低压缸进行定位，避免其他因素的影响，最好在自然状态下对其进行定位，固定其中心位置，最终确保高压缸充分发挥效果。

3.2 设备及零部件的检查

人们要做好对设备及零部件的检查，加强对隔板与汽缸的配合检查。轴向间隙的测量及调整必须保证准确（通常在0.10～0.40mm），承力面接触要密实，隔板及隔板套无变形，出汽侧的接触面应用0.03mm塞尺检查不入;隔板上、下间平面配合检查，在自由状态下应用0.05mm塞尺检查不入。另外，要加强对汽封块与隔板套或隔板槽的配合检查。目前，各检修队伍对此项工作的检查很不到位，认为只要汽封块能顺利装入即可，其实这样最终造成汽轮机系统的整体密封性较差，很大一部分水汽压力被浪费掉，从高压缸内部出来的水汽没有全部利用，排入下一级系统后效率就会下降，最终达不到预期的发电效果。要定期对高压缸进行检修维护，检查其是否漏气，同时要更换老化、破损的部件，确保水汽的不浪费，以不断提升汽轮机高压缸的密闭性和运行效率。

4 结语

发电厂是社会经济发展的基础保障部门，直接影响社会生产。随着我国节能减排的不断深入，火电厂要转变生产观念，积极提升设备运行效率，降低能源消耗。汽轮机高压缸是發电的核心要素，火电厂要不断提升汽轮机高压缸运行效率，以提升经济效益，最终实现长远发展。

参考文献：

[1]国家电力公司热工研究院.国产引进型300MW汽轮机组运行情况及存在问题调查报告[R].西安：国家电力公司热工研究院，1998.

[2]林广耀.论汽轮机运行的节能降耗措施[J].科学技术创新，2019（8）：158-159.

[3]程胜林，张琴玲.东汽630MW机组ETS系统可靠性措施优化与应用[J].仪器仪表用户，2019（8）：86-89.

[4]广州珠江电力有限公司.珠江电厂1号300MW机组热力设备及系统性能的完善与改进[R].广州：广州珠江电力有限公司，1997.

[5]广州珠江电力有限公司.珠江电厂2号300MW机组大修前后诊断及改进完善[R].广州：广州珠江电力有限公司，1999.

[6]高清林，陈敦炳.600MW超临界汽轮机通流部分改造[J].电站系统工程，2019（3）：78-79.