賈公禮

摘? 要：國家《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》要求，平均供電煤耗高于310 g/kW燃煤機組將陸續(xù)關(guān)停，現(xiàn)役較大功率機組必須進行節(jié)能降耗和環(huán)保升級改造。汽輪機低壓轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)子和光軸互換，供熱期使用光軸轉(zhuǎn)子，減少機組冷源損失，非供熱期使用低壓轉(zhuǎn)子，增加了勞動強度，提高了電廠的運行指標和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：汽輪機;光軸改造;節(jié)能減排

中圖分類號：TM72? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

富拉爾基發(fā)電廠#4機為沖動式三缸三排汽凝汽式汽輪機，1987年投產(chǎn)發(fā)電，型號為N200-12.75/535/535-55，哈爾濱汽輪機廠八十年代產(chǎn)品。為了提高機組經(jīng)濟性，改善機組運行狀況，1996年9月采用全三維技術(shù)進行過增容。

1 改造目的及設(shè)計原則

根據(jù)國家及華電集團節(jié)能減排、改善環(huán)境的方針政策，華電富拉爾基發(fā)電廠#4機組于2016年10月18日停機10月21日揭低壓缸開始進行低壓光軸供熱改造，11月11日中午12點機組與系統(tǒng)并列，改造后運行狀態(tài)穩(wěn)定。

#4機光軸改造原則：不改變機組運行參數(shù)，不改變高中壓缸通流間隙，不改變軸徑尺寸，不改變軸承箱基礎(chǔ)，不影響機組軸向推力。在供熱期機組采用低壓光軸技術(shù)運行，低壓#1缸正常進汽做功發(fā)電，低壓#2、#3缸不進汽，對機組低壓轉(zhuǎn)子和隔板進行改造，改造后機組供熱能力大，運行安全可靠，投資回收周期短，非供熱期仍采用原機組低壓轉(zhuǎn)子，恢復(fù)低壓缸凝汽式運行。因為該次改造為國內(nèi)首臺200 MW三缸三排汽機組光軸改造，沒有施工經(jīng)驗可以借鑒。

該次改造后#4機基本類似背壓機組，如果熱網(wǎng)無用汽需求，必須減負荷至最低并投油穩(wěn)燃，因此，受外網(wǎng)影響較大。光軸改造后#4機供熱能力大幅提高，按照設(shè)計最大抽汽量為330 t/h，最大供熱能力為214 MW，供熱面積可達379萬㎡。

改造中4、5瓦標高降低100 um，消除低壓缸排汽室溫度升高對標高的影響。從實際運行數(shù)據(jù)分析影響較小（光軸運行155 MW相當(dāng)于純凝運行200 MW），#3瓦升高1.6 um，#4瓦升高8.6 um，#5瓦升高5.3 um。因標高對振動影響小，2018年-2019年供暖期更換光軸轉(zhuǎn)子時測量4、5軸瓦標高，發(fā)現(xiàn)并未降低，正常執(zhí)行哈汽廠設(shè)計標準。改造前后的機組瓦振數(shù)據(jù)見表1。

2 設(shè)計和施工改造過程注意事項

（1）改造前電廠技術(shù)人員與設(shè)計單位進行充分地技術(shù)溝通，包括圖紙交流和現(xiàn)場測繪（軸徑尺寸、對輪形式、對輪連接螺栓孔徑、中心距、軸徑揚度等），防止發(fā)生設(shè)備不匹配情況。

（2）隔板護套必須現(xiàn)場調(diào)整好軸向和徑向間隙，防止下次拆卸隔板護套時卡澀或與汽缸頂部發(fā)生接觸。

（3）對輪螺栓鉸孔必須制作2根專用鉸孔銷子，安裝專用銷子時不能蹩勁，各銷孔對正、均勻，緊好2根銷子后才能進行鉸孔，緊好新銷子后才能盤動轉(zhuǎn)子，防止銷孔錯位。

（4）設(shè)計時應(yīng)將發(fā)電機軸向變化進行校核，與汽輪機改造結(jié)合考慮，通過中低對輪調(diào)整墊實現(xiàn)調(diào)整，防止發(fā)電機軸向部件碰磨。

（5）光軸轉(zhuǎn)子安裝后原轉(zhuǎn)子的儲存保養(yǎng)或供熱期結(jié)束后光軸轉(zhuǎn)子的儲存保養(yǎng)，新舊隔板的儲存保養(yǎng)問題，防止轉(zhuǎn)子隔板彎曲變形或銹蝕損壞。

3 運行調(diào)整中遇到的問題及處理情況

（1）暖機或低負荷時，低壓缸脹差調(diào)整困難，#2、#3排汽室溫度比#1排汽室高，啟動后脹差一直在4 mm～6 mm，哈汽廠原設(shè)計為6.5 mm～-4 mm，通過調(diào)整循環(huán)水進水量和對噴水減溫設(shè)備進行控制，定參數(shù)或帶大負荷后趨于穩(wěn)定+3.7左右。

分析認為啟機初期或低負荷鼓風(fēng)損失造成轉(zhuǎn)子熱膨脹大，提高真空時轉(zhuǎn)子更熱，排汽室更涼，造成正脹差增大。為了減小鼓風(fēng)損失，除了引一部分冷卻蒸汽進入低壓缸進行冷卻外，還需要提高轉(zhuǎn)子光潔度，應(yīng)對轉(zhuǎn)子表面進行拋光處理，或者棄用套裝轉(zhuǎn)子使用整鍛轉(zhuǎn)子，套裝轉(zhuǎn)子各套之間間隙增加摩擦面積。2017年9月光軸轉(zhuǎn)子返廠進行了磨光，表面粗糙度達到3.2以上。

（2）低負荷時（100 MW）軸向位移1.03 mm，正常運行時為0.66 mm左右，供熱抽汽量小，高壓調(diào)速汽門進汽量小，機頭方向的軸向推力小，加負荷至120 MW左右時，軸向位移逐漸趨于正常，為0.86 mm，負荷為140 MW時軸向位移0.94 mm。

（3）如熱網(wǎng)首站加熱器事故停運，供熱抽汽主管道壓力突升，安全門將超壓動作，此時機組應(yīng)及時減負荷，減小低壓缸抽汽壓力，防止汽輪機軸系承受反向作用力，損壞設(shè)備，安全門壓力整定必須準確，低于哈汽廠設(shè)計低壓缸防爆門動作壓力，一旦超壓造成低壓缸防爆門損壞，必須停機處理，影響較大。為了防止發(fā)生較大損壞，#4機投入“供熱抽汽壓力高停機”保護，動作壓力為0.21 MPa，有光字牌報警顯示。“供熱抽汽壓力高停機”保護取點為中壓22級與23級之間供熱抽汽管道上部。

4 試驗結(jié)果

國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院于2017 年 3 月 26 日對光軸改造進行了后期試驗。試驗結(jié)果表明：4 號機組光軸改造后，工況1（610 t/h 進汽時，最大抽汽工況），其最大抽汽量為 301.424 t/h，該工況試驗熱耗率為 5972.701 kJ/kWh;工況 2（320 t/h 進汽時，最大抽汽工況），其最大抽汽量為161.576 t/h，該工況試驗熱耗率為 6 187.849 kJ/kWh;工況 3（320t/h 進汽時，最大抽汽工況），其最小抽汽量為 120.495 t/h，該工況試驗熱耗率為 7 307.989 kJ/kWh; 610 t/h進汽時，最大抽汽工況高壓缸試驗效率為 79.89%，機組該運行狀態(tài)下測算的反平衡試驗發(fā)電煤耗為 232.09 g/kWh。汽輪機通流改造后額定工況627 t/h時熱耗率為 8 108 kJ/kWh，從試驗結(jié)果看熱耗、煤耗明顯降低。

5 結(jié)語

國家《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》要求，平均供電煤耗高于310 g/kW燃煤機組將陸續(xù)關(guān)停，許多高耗能、小容量、環(huán)保差的中小型燃煤火電機組將陸續(xù)退出運行，現(xiàn)役較大功率機組必須進行節(jié)能降耗和環(huán)保升級改造。

富拉爾基發(fā)電廠#4汽輪機改造后，低壓轉(zhuǎn)子采用轉(zhuǎn)子和光軸互換，供熱期使用光軸轉(zhuǎn)子，減少機組冷源損失，非供熱期使用低壓轉(zhuǎn)子，增加了勞動強度，但是提高了電廠的運行指標和經(jīng)濟效益。我們將在今后的運行維護中不斷學(xué)習(xí)，盡快掌握改造后經(jīng)濟運行方式，提高機組運行的安全性和經(jīng)濟性。

參考文獻

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