周生忠

摘 要：本文分析了機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分改造的必要性，并分別從高中壓通流改造、高中壓轉(zhuǎn)子改造、高中壓內(nèi)缸改造以及低壓內(nèi)缸改造等方面，介紹了機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分改造的主要內(nèi)容，并對(duì)汽輪機(jī)改造前后的工作效率進(jìn)行了對(duì)比。

關(guān)鍵詞：機(jī)組汽輪機(jī);流通部位;改造;效果分析

引言

火力發(fā)電廠為了滿足人們的用電需求，貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，工作人員不斷探索節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率的新方法

1機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分改造的必要性

發(fā)電成本的主要影響因素是供電煤耗，相關(guān)人員對(duì)火力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分效率低下，是電廠煤耗量大的主要原因。近年來，我國不斷投產(chǎn)大容量、高參數(shù)的機(jī)組，但是目前我國電廠中200MW與300MW機(jī)組的總量較大，這兩種汽輪機(jī)組研發(fā)時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)的制造條件有限，設(shè)計(jì)水平相對(duì)較低，再加上這兩種機(jī)組運(yùn)行的時(shí)間較長，熱力系統(tǒng)較為復(fù)雜且設(shè)備老化現(xiàn)象嚴(yán)重。因此，這兩種機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分，耗煤量與耗熱量較大，工作效率較低，熱力性能普遍不高，在市場上缺乏競爭力。所以，火力發(fā)電廠為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分進(jìn)行改造，降低熱能以及煤炭的消耗量，使機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行，提高機(jī)組的競爭力，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。某地區(qū)的火力發(fā)電廠為了貫徹落實(shí)國家下發(fā)的節(jié)能政策，改造了200MW與300MW機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分，改造的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

2改造的基本技術(shù)原則

通過對(duì)近年來國內(nèi)汽輪機(jī)流通部分改造的情況分析可以得出改造時(shí)必須遵循以下幾點(diǎn)技術(shù)原則：一是安全性。安全性改造主要分為兩個(gè)部分，分別是增強(qiáng)薄弱部位與改善問題部位，從而達(dá)到提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性的目的。二是控制改造量。改造量的提高意味著改造成本的增加，且高改造量卻不代表著改造效果的提高。因此，在改造機(jī)組時(shí)要盡量在原有機(jī)組結(jié)構(gòu)的背景之下進(jìn)行改造，確保可以充分利用原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)及設(shè)備。三是部分設(shè)備位置不變。在改造時(shí)，設(shè)備位置發(fā)生改變較為常見，但部分設(shè)備及技術(shù)卻必須保持不變，如軸承座的位置不變等。四是優(yōu)化運(yùn)行模式。企業(yè)需要從機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況出發(fā)，調(diào)整負(fù)荷率。五是回?zé)嵯到y(tǒng)。機(jī)組與熱力系統(tǒng)相關(guān)的任何參數(shù)不得改變，中壓缸添加一級(jí)回?zé)岢槠撸槠糠謩t要安裝外置蒸汽冷卻機(jī)。六是改造機(jī)組流通部分。流通部分的改造要盡量選取國際先進(jìn)技術(shù)或者自主研發(fā)技術(shù)，改造方向要以提高機(jī)組效率為主。七是優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，改造通流部分，以提高機(jī)組的節(jié)能效果。八是汽輪機(jī)改造。汽輪機(jī)改造是整個(gè)流通部分改造的關(guān)鍵之一，改造后的汽輪機(jī)需要達(dá)到既定的使用壽命，一般其使用壽命不會(huì)低于三十年。改造后需要定期對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行維修及調(diào)試，一般以5年為一周期進(jìn)行維護(hù)，且在改造后的三十年內(nèi)汽輪機(jī)不會(huì)因?yàn)楦脑煲蛩囟霈F(xiàn)大面積的故障問題。

3機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分改造的主要內(nèi)容

3.1AIBT技術(shù)概述

在STP技術(shù)的基礎(chǔ)之上，經(jīng)過相關(guān)人員的不懈努力，研發(fā)出了AIBT技術(shù)，它屬于一種新型的通流設(shè)計(jì)技術(shù)，與傳統(tǒng)的通流設(shè)計(jì)技術(shù)相比，AIBT技術(shù)包含的內(nèi)容較為豐富，如優(yōu)化葉片選型、設(shè)計(jì)葉根以及設(shè)計(jì)流通部分的流道等方面的內(nèi)容，具有較強(qiáng)的靈活性。AIBT技術(shù)的功能呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，不僅可以根據(jù)流通的強(qiáng)度自動(dòng)配置流通效率，還可以實(shí)現(xiàn)流通效率與安全性的自動(dòng)匹配，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使用方法簡單，可提高火力發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。此外，利用AIBT技術(shù)對(duì)機(jī)組汽輪機(jī)本體通流部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不同的葉片級(jí)之間在反動(dòng)度方面存在著明顯的差異，葉片的特性以及尺寸可以對(duì)葉片級(jí)的反動(dòng)度造成直接影響，在設(shè)計(jì)過程中，工作人員必須保證每一個(gè)葉片都能處于氣動(dòng)狀態(tài)最佳的環(huán)境下。工作人員在使用AIBT技術(shù)改造汽輪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)時(shí)，需要嚴(yán)格按照以下原則進(jìn)行設(shè)計(jì)：保證機(jī)組汽輪機(jī)外缸不變;機(jī)組汽輪機(jī)的基礎(chǔ)不可發(fā)生改變;保持機(jī)組汽輪機(jī)原來的定位方式與裝配;不可以改動(dòng)機(jī)組汽輪機(jī)的軸承;使機(jī)組汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速保持不變;不可改變發(fā)電機(jī)的位置以及連接方式。可以改造的區(qū)域有高中壓內(nèi)缸中的組件、高中低轉(zhuǎn)子與附件以及流通部位的葉片等，在改造的過程中，可以對(duì)高中壓流通計(jì)數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使其分別為I+13級(jí)、9級(jí)、4×9級(jí)。

3.2汽封結(jié)構(gòu)

典型的反動(dòng)式通流技術(shù)，動(dòng)靜之間軸向間隙較大，啟動(dòng)和變負(fù)荷時(shí)基本不需要考慮脹差要求;軸向間隙大徑向間隙小，即有利于汽輪機(jī)快速啟動(dòng)和變負(fù)荷，又能保證機(jī)組具有較高的通流效率;重新設(shè)計(jì)的汽封間隙值將控制在最小范圍之內(nèi)，所有汽封片使用薄的不銹鋼異型鋼帶和哈汽的新型汽封材料;單級(jí)焓降較小的反動(dòng)式葉片能夠設(shè)計(jì)成很小的葉片寬度，實(shí)現(xiàn)在有限的通流長度內(nèi)設(shè)置更多的級(jí)數(shù);小焓降多級(jí)數(shù)反動(dòng)式葉型，通流效率高，轉(zhuǎn)子應(yīng)力低。

3.3汽缸的檢測方法

汽缸的檢測包括汽輪機(jī)主體結(jié)構(gòu)的檢測和螺栓拆除的檢測，在檢修的時(shí)候，要減少汽輪機(jī)分面泄漏事件發(fā)生，降低各各分面螺栓高度，增大其抗壓力與耐受力，一般采用下貓爪安裝方式，這樣可以增強(qiáng)其支撐力與穩(wěn)定性。用上貓爪安裝方式保持汽缸的平衡。在拆除汽輪機(jī)機(jī)體時(shí)通常用冷熱拆除法，但是要綜合汽輪機(jī)型號(hào)與性能，決定最終的拆除方法。

3.4高中壓內(nèi)缸改造

高中壓內(nèi)缸在經(jīng)過改造后，它的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，高中壓內(nèi)缸的結(jié)構(gòu)體系不再是僅包括高中壓內(nèi)缸，還為其增設(shè)了蒸汽室以及高壓持環(huán)，降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，簡化安裝步驟，不僅可以避免原設(shè)備中存在的漏氣問題，還可以降低工作人員的工作強(qiáng)度。除此之外，工作人員將定位銷安裝在了高中壓內(nèi)缸的底部與頂部位置，保證機(jī)組汽輪機(jī)的軸線處于合適的位置。為了使內(nèi)缸的氣密性得到提高，工作人員利用插管，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣口的有效連接，機(jī)組汽輪機(jī)吸收內(nèi)外缸差脹的能力得到了提高。

結(jié)語

綜合來看，國內(nèi)對(duì)于汽輪機(jī)流通部位的改造目前已經(jīng)初步取得了一定的成績，但依然存在一定的缺陷與問題。企業(yè)在經(jīng)營的過程中不僅僅要重視生產(chǎn)的效益，更要不斷追求技術(shù)創(chuàng)新，不斷對(duì)汽輪機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡遠(yuǎn)濤，鄭家衡，齊進(jìn)等.國產(chǎn)引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)通流部分改造及效果分析[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，28（01）：39-42.

[2]陳斌.國產(chǎn)125MW汽輪機(jī)通流部分技術(shù)改造及其效果分析[J].浙江電力，2000（05）：19-21.

[3]張東興，李季，謝資華等.表面粗糙對(duì)汽輪機(jī)通流部分性能影響的研究[J].華電技術(shù)，2012，34（7）：17-20.