楊建榮 趙樂(lè) 王寶珠

【摘要】針對(duì)河北石家莊某電廠2×300MW汽輪機(jī)，低壓缸效率低于設(shè)計(jì)值，進(jìn)行針對(duì)性分析，制定出一號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修設(shè)備改造方案，項(xiàng)目實(shí)施后收到了良好效果。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；低壓缸；設(shè)備改造；節(jié)能

汽輪機(jī)作為電廠的主要工具，其效率的高低對(duì)電廠的節(jié)能降耗以及其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要的影響。低壓缸的進(jìn)口級(jí)段通流效率偏低是導(dǎo)致機(jī)組試驗(yàn)熱耗率偏高于設(shè)計(jì)值的主要原因。在此本文主要針對(duì)石家莊某電廠一號(hào)300MW汽輪機(jī)低壓缸效率偏低的問(wèn)題，著重從低壓缸進(jìn)汽流動(dòng)場(chǎng)以及其氣流收到阻力方面進(jìn)行了分析、探討。

1、設(shè)備狀況

石家莊某電廠一號(hào)汽輪機(jī)組，是東方汽輪機(jī)生產(chǎn)的型號(hào)為CC330/238- 16.7/1.0/0.5 /537/537亞臨界中間再熱雙可調(diào)抽汽供熱式汽輪機(jī)組。高、中壓部分為分缸結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的高壓缸和中壓缸，低壓缸為雙流、雙排結(jié)構(gòu)。低壓缸采用焊接三層缸結(jié)構(gòu)，軸承座在低壓外缸上。低壓內(nèi)缸進(jìn)汽室設(shè)計(jì)為裝配式結(jié)構(gòu)，整個(gè)環(huán)形的進(jìn)汽腔室與內(nèi)缸其它部分隔開(kāi)，并且可以沿軸向徑向自由膨脹，低壓進(jìn)汽口設(shè)計(jì)為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，可以減輕進(jìn)汽口的重量，同時(shí)避免了鑄件可能存在的缺陷。低壓缸為中部進(jìn)汽，汽流對(duì)稱(chēng)向兩側(cè)流動(dòng)。

2、對(duì)該機(jī)組低壓缸缸效情況分析如下

2.1 運(yùn)行參數(shù)分析：

2.1.1 低壓缸各段抽汽參數(shù)分析：對(duì)該機(jī)組運(yùn)行中六、七、八段抽汽溫度、壓力對(duì)比分析，均與東方汽輪機(jī)廠提供的設(shè)計(jì)值基本相符。說(shuō)明低壓缸級(jí)間及內(nèi)缸結(jié)合面無(wú)明顯漏汽現(xiàn)象。

2.1.2 低壓缸軸封漏汽的影響：

2012年10月21日定期進(jìn)行一號(hào)機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為313 Pa/min，為不合格。試驗(yàn)時(shí)#1機(jī)軸封壓力一直維持投產(chǎn)以來(lái)的30KPa，規(guī)程規(guī)定軸封母管壓力維持25KPa--35KPa之間，試驗(yàn)時(shí)軸封母管壓力符合規(guī)程規(guī)定?？紤]到軸封間隙偏大，提高軸封母管壓力至上限35KPa，再次進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為140Pa/min，達(dá)到良好。繼續(xù)升高軸封壓力做試驗(yàn)，真空嚴(yán)密性維持不變，試驗(yàn)說(shuō)明軸封間隙略有偏大，或者存在一定磨損。目前通過(guò)提高軸封壓力能夠彌補(bǔ)。需要利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)解體檢查，必要時(shí)更換。

2.1.3 低壓缸排汽參數(shù)分析：

從低壓缸參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)低壓缸排汽略有偏流現(xiàn)象，兩側(cè)排汽存在不均衡現(xiàn)象。

2.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)方面：

機(jī)組安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)，低壓缸進(jìn)汽蒸汽室沒(méi)有設(shè)計(jì)分向?qū)Я靼澹ㄈ鐖D1），蒸汽進(jìn)入蒸汽室后直接撞擊在進(jìn)汽室隔板上，靠壓力自然分流，造成分流不均。同時(shí)造成蒸汽流動(dòng)過(guò)程中，擾動(dòng)增加，流動(dòng)性能下降，能耗升高。一號(hào)汽輪機(jī)性能試驗(yàn)計(jì)算出低壓缸效率為86.683%，低于東方汽輪機(jī)廠提供的熱力平衡圖（保證熱耗7890KJ/kwh）THA工況下的低壓缸效率90.03%，偏低3.347%，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)整體效率，造成供電煤耗上升，機(jī)組效率下降。

3、優(yōu)化方案

通過(guò)分析得出結(jié)論，如果在低壓缸進(jìn)汽口加裝導(dǎo)流板，使進(jìn)汽口拐角處形成平滑流道減小撞擊阻力，改善該區(qū)域的流場(chǎng)。通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使得低壓缸進(jìn)汽道氣動(dòng)性能得到改善，壓力損失下降，提高了低壓缸第一級(jí)的效率，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益也得到很大的提高。根據(jù)東汽提供的數(shù)據(jù)，蒸汽流經(jīng)此處會(huì)產(chǎn)生0.02MPa左右的壓降。加裝導(dǎo)流板進(jìn)行優(yōu)化后，機(jī)組熱耗可降低25kj/kw.h，因此有必要增設(shè)導(dǎo)流板，優(yōu)化低壓缸進(jìn)汽口流場(chǎng)。

其他優(yōu)化項(xiàng)目有低壓缸中分面改造、低壓進(jìn)汽隔板增加密封、通流汽封齒形式的改進(jìn)將迷宮梳齒式汽封改為蜂窩式汽封，通過(guò)設(shè)備改造充分提高低壓缸缸效。

4、項(xiàng)目實(shí)施方案

如下圖所示，加工低壓缸進(jìn)汽分向?qū)Я靼?，材質(zhì)為：15CrMoA，直徑1700mm，導(dǎo)流板制作完成后，采取螺絲緊固加焊接的方式，安裝到低壓缸進(jìn)汽蒸汽室中間部位，從而達(dá)到減小蒸汽擾動(dòng)，降低蒸汽流動(dòng)損失的目的。導(dǎo)流板安裝過(guò)程中，焊接存在一定風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的焊接工藝進(jìn)行，確保焊接質(zhì)量，導(dǎo)流板安裝牢固，防止脫落。

一號(hào)機(jī)組于2013年9月4日23時(shí)27分解列轉(zhuǎn)為A級(jí)檢修，按照進(jìn)度對(duì)汽輪機(jī)本體揭缸檢查、檢修，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改造。低壓缸解體后發(fā)現(xiàn)，第一級(jí)噴嘴左右兩側(cè)進(jìn)汽倒圓角裝反，造成該區(qū)域產(chǎn)生蒸汽窩流，節(jié)流損失增大，嚴(yán)重影響機(jī)組能耗。按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行了重新安裝，同時(shí)按照技術(shù)要求對(duì)低壓缸進(jìn)汽導(dǎo)流板進(jìn)行了安裝。（如圖2、3）

本項(xiàng)改造完成后，預(yù)計(jì)熱耗下降約25kJ/（kw.h），預(yù)計(jì)供電煤耗降低約=HRfh/[ηgl×ηgd×7×4.18×（1-δ）]

=25/[92.4%×99%×7×4.18×（1-5.67%）]

=1g/kw.h

其中：HRfh - 汽機(jī)熱耗率變化率，

ηgl - 鍋爐效率設(shè)計(jì)值，

ηgd - 管道效率取，

δ -廠用電率。

按等效年利用小時(shí)數(shù)5500h，年節(jié)約標(biāo)煤約300000×5500×1=1650噸，標(biāo)煤價(jià)格按700元/噸計(jì)算，年直接效益為110萬(wàn)元左右。

5、結(jié)語(yǔ)

石家莊某熱電有限公司一號(hào)機(jī)組，低壓缸進(jìn)汽區(qū)優(yōu)化改造方案實(shí)施后收到了良好的效果，機(jī)組啟動(dòng)后性能試驗(yàn)結(jié)果低壓缸效為87.826%，比改造前提高1.143%。改造過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了低壓缸第一級(jí)噴嘴左右兩側(cè)進(jìn)汽倒圓角裝反問(wèn)題，雖然未對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行造成威脅，但是機(jī)組經(jīng)濟(jì)性受到較大影響，糾正后節(jié)流損失明顯減??；建議同類(lèi)型機(jī)組利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，認(rèn)真檢查并消除影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的因素，提高機(jī)組效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪玉林編.汽輪機(jī)設(shè)備檢修實(shí)用技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，ISBN：9787122132550.2012-06-01.

[2]王德堅(jiān) 等著，王德堅(jiān)等編.汽輪機(jī)設(shè)備檢修[M].中國(guó)電力出版社，ISBN：9787512327757.2012-07-01.