一、汽輪機存在的問題

案例：某發(fā)電廠3號汽輪機系1989年大修時，高壓下缸發(fā)現(xiàn)5條裂紋，當時采用打磨、奧507焊條冷焊處理了長度和深度不太大的編號為1、2號裂紋，處理后效果較好；對余下的3、4、5號裂紋，因處于高壓缸內(nèi)壁、調(diào)節(jié)汽室內(nèi)，位置特殊，修復難度較大，經(jīng)省電力公司同意監(jiān)控運行。該機組因為設(shè)計及制造原因留下許多隱患：汽缸鑄造裂紋；不合格動葉片的存在；通流間隙設(shè)計過?。唤?jīng)濟效率低下，能源浪費較高。

二、技術(shù)改造方案的確定

汽輪機通流部分技術(shù)改造較成熟的方案有兩種。一是仍采用雙列速度級，高低缸壓力級數(shù)不變；二是采用單列速度級，高缸壓力級增加一級且更換高壓缸。根據(jù)上述情況，如果機組能進行技術(shù)改造，消除汽缸、動葉存在的隱患及設(shè)計、制造方面的不足，則安全性、經(jīng)濟性以及機組適應調(diào)峰的能力都將得到保證和提高。鑒于以上要求，采用更換高壓缸的方案，具體如下：1、更換高壓缸及附件、噴嘴組、所有高壓缸隔板套及隔板、高壓整體轉(zhuǎn)子及附件、全部動葉、高低壓缸前后汽封體、汽封環(huán)、低壓轉(zhuǎn)子上的葉輪及動葉片、低壓缸分流環(huán)、去濕環(huán)；調(diào)節(jié)閥及操縱座、凸輪配汽機構(gòu)；1～4號軸承由三油隙更換為橢圓型軸瓦。2、速度級由雙列改為單列，高壓缸壓力級由原來的14級增至15級，高壓缸疏水由兩級改為一級，高壓缸法蘭采用高窄法蘭并取消原來的法蘭及螺栓加熱裝置，高壓前汽封漏汽至調(diào)漏母管前管道由108×5mm擴大為159×8mm，所有汽封均采用可調(diào)式汽封。3、設(shè)備改造預期效果：（1）機組能連續(xù)發(fā)出額定功率110MW；（2）機組能連續(xù)發(fā)出最大功率116MW；（3）額定工況計算熱耗值8800．5kJ／kW·h（2102．0kcal／kW·h）；額定工況計算汽耗值3.5519kg／kW·h；保證熱耗值8825．8kJ／kW·h。

三、設(shè)備現(xiàn)場安裝及存在問題分析

1、3號汽輪機通流部分節(jié)能改造，是該廠有史以來工作量最大、技術(shù)要求最高的一項工作。安裝中需要測量上1000個數(shù)據(jù)，許多數(shù)據(jù)還要重復進行測量；管道安裝也是最為嚴格的一次，共拆裝大小管道30多根，焊口100多個，其中合金鋼焊口占了80％。因此，本次安裝工作在技術(shù)及管理上均有許多值得總結(jié)的地方。2、由于廠家設(shè)備提供不能及時到貨，且提供的設(shè)備在制造廠沒有進行試裝配工序，因此增加了現(xiàn)場改造安裝工作的難度及工作量，使工期延長。建議下臺改造機組的總裝配工序應在制造廠完成，可大大縮短安裝工期。3、進行制造廠家提供圖紙、資料的清點工作，完善該廠100MW圖紙、資料，額外向廠家索取了三份圖紙。并仔細查閱、核對，發(fā)現(xiàn)相關(guān)圖紙的技術(shù)要求有三處不符，通知制造廠設(shè)計人員，進行了更正。4、舊汽缸拆除前的測量數(shù)據(jù)，是新汽缸就位的尺寸基準，是新汽缸各連接管道對口依據(jù)，因此該項工作非常重要。制定了詳細施工方案，嚴格按照方案施工，保證了各連接管道正確對口和新汽缸準確就位。5、為保證高壓缸前、后立銷不受傷害，減小安裝工作量，制定新、舊高壓下缸的正確起吊方法，做到了一次吊裝成功。6、本次改造中更換了1～4號軸承，在進行軸承研磨過程中，由于汽輪機轉(zhuǎn)子未到，前后軸頸的中心只能用假軸進行定位，假軸長度不夠，造成研磨2、3號瓦時，軸瓦軸心線與軸系不同心，從而耽誤了安裝工期約5d。7、在制造廠供應設(shè)備不及時的情況下，由于安裝經(jīng)驗不足，不能十分科學地安排安裝順序，存在一些窩工現(xiàn)象。8、設(shè)備安裝過程中，嚴格按照制造廠圖紙要求施工、驗收，發(fā)現(xiàn)不符合圖紙要求情況，責令返工，在安裝過程中，發(fā)現(xiàn)上述情況項目有：高壓缸前后貓爪橫鍵在安裝時利用舊的橫鍵進行加工，由于加工質(zhì)量不高，研磨后，間隙超標，提出起用制造廠提供的新橫鍵，研磨處理，使其配合間隙達到要求；在進行扣缸現(xiàn)場驗收中發(fā)現(xiàn)部分汽封間隙不合格，責令安裝人員在扣缸前進行了處理，使配合間隙達到要求。9、高壓缸前后貓爪橫鍵定位銷安裝時，不能與原定位銷孔很好配合，造成一定的偏差，有三個銷孔不能滿足制造廠設(shè)計的32mm要求，經(jīng)制造廠及該廠有關(guān)技術(shù)人員共同研究決定，把該三個銷孔擴大至35mm。10、上汽缸兩導汽管安裝時，發(fā)現(xiàn)制造廠提供上汽缸的兩調(diào)門進汽短管與設(shè)計值有較大偏差，橫向偏差約40mm，縱向偏差約30mm，且連接法蘭螺栓孔方向不對，若強行對口，勢必造成該兩根導汽管的安裝不符合設(shè)計要求。經(jīng)制造廠及電廠有關(guān)技術(shù)人員共同核實設(shè)計規(guī)范、計算，決定在該兩根導汽管水平段再開一道口進行校正和重新更換連接法蘭。11、與下汽缸各連接管道的安裝，由于本次安裝中各管道只考慮一道焊口，因此管道對正接口難度較大，經(jīng)電廠技術(shù)部門研究，決定各對口管道內(nèi)壁偏差在2mm以內(nèi)的可以強行對口，超過2mm的管道必須重新用短管連接。

四、改造后機組運行及性能試驗分析

1、改造后的機組運行情況良好，汽輪機各軸承振動均在0.03mm以內(nèi)；2、機組各項參數(shù)控制在允許范圍內(nèi)；3、機組可在110MW（額定）負荷下連續(xù)運行；4、改造前、后熱力試驗結(jié)果表明機組在額定負荷下熱耗值為8823．18kJ／kW·h，略低于廠家保證值8825．8kJ／kW·h；5、與改造前100MW（額定）工況相比機組改造后在110MW煤耗下降21g／kW·h；6、運行存在問題：（1）給水溫度為222℃，比設(shè)計值231℃低9℃。（2）在額定參數(shù)下，當負荷升至116MW時，速度級壓力超過設(shè)計值（6.71MPa）0.24MPa。（3）運行中機組高壓缸脹差（0.37mm）及軸位移偏小，變工況運行時脹差變化大，甚至出現(xiàn)負脹差，機組停運后脹差最大達到－1.38mm。

五、結(jié)論

3號汽輪機通流部分改造后，徹底解決了3號汽輪機高壓缸噴嘴處裂紋及機組通流間隙設(shè)計小、不適合調(diào)峰等缺陷，提高了機組出力，達到了節(jié)能降耗的目的；機組運行情況良好，各軸承振動均在0.03mm以內(nèi)；同步進行的調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH及發(fā)電機增容改造試驗合格；30MW、60MW甩負荷試驗合格；機組的安全、經(jīng)濟考核指標達到了設(shè)計值，提高了機組的調(diào)峰能力及自動化控制水平。

（作者單位：哈爾濱氣輪機廠有限責任公司設(shè)計研究中心）