邸鑫

摘 要：電廠通過對(duì)汽輪機(jī)本體進(jìn)行通流改造，不但能降低火電機(jī)組的供電煤耗，減少大氣污染物排放，而且能提高機(jī)組的運(yùn)行可靠性，提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益。汽輪機(jī)通流改造能否成功，關(guān)鍵在于改造部分設(shè)備的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。電廠為使生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量合格，通常采用駐廠監(jiān)造的手段確保汽輪機(jī)通流部分設(shè)備的質(zhì)量。本文以山西河曲發(fā)電公司1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)通流改造實(shí)例為基礎(chǔ)，分析其制造階段的質(zhì)量控制相關(guān)活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);通流改造;質(zhì)量控制;運(yùn)行參數(shù)

中圖分類號(hào)：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）25-0035-04

Abstract： The power plant can not only reduce the coal consumption of power supply and the emission of air pollutants， but also improve the operation reliability of the unit and enhance the economic benefits of the power plant. The key to the success of steam turbine flow path reconstruction lies in whether the quality of some equipment is up to standard. In order to make the quality of products qualified， the power plant usually adopts the means of factory supervision to ensure the quality of steam turbine flow passage equipment. This paper analyzed the quality control activities in the manufacturing stage based on the example of steam turbine flow passage transformation of unit 1 in Shanxi Hequ power generation company.

Keywords： steam turbine;through-flow transformation;quality control;operation parameters

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)開始發(fā)展起來，盡管這些產(chǎn)業(yè)的能源需求結(jié)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有所改善，但傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的能源需求仍在持續(xù)性增長，因此由于高能耗導(dǎo)致的環(huán)境方面的問題無法得到根本解決。而在眾多產(chǎn)業(yè)中，火電企業(yè)是煤炭能源消耗量較大的高能耗代表企業(yè)之一，因此降低電廠的煤炭消耗量具有重要的社會(huì)意義。導(dǎo)致電廠高能耗的關(guān)鍵因素之一是汽輪機(jī)的通流部分設(shè)備的工作效率低。電廠如果想要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，就要對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行通流改造，通過先進(jìn)的技術(shù)手段提高汽輪機(jī)通流設(shè)備的效率，改善機(jī)組的熱力性能等。同時(shí)，企業(yè)需要嚴(yán)格把控設(shè)備制造質(zhì)量。但是，由于設(shè)備制造的工藝較復(fù)雜和周期較長等，企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備制造質(zhì)量的直接管理，因此大多企業(yè)通過駐廠監(jiān)造的方式督促制造廠家的設(shè)備質(zhì)量管理，從而確保設(shè)備質(zhì)量，并成功實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)通流改造降耗的指標(biāo)。

1 汽輪機(jī)通流部分對(duì)效率的影響及質(zhì)量控制方法

汽輪機(jī)通流部分指的是高溫、高壓的蒸汽進(jìn)入和排出汽缸經(jīng)過的通道，主要包括進(jìn)汽部件、隔板、汽封部件和排汽缸等。

汽輪機(jī)通流部分由于自身存在級(jí)外和級(jí)內(nèi)損失，因此會(huì)影響汽輪機(jī)的效率，從而影響汽輪機(jī)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。因此，可以通過盡量減少汽輪機(jī)通流部分的損失來達(dá)到提高汽輪機(jī)效率的目的，即選擇科學(xué)合理的葉片型式和密封結(jié)構(gòu)，盡量減少高溫、高壓蒸汽的泄露和在汽缸通道中流動(dòng)時(shí)因膨脹而產(chǎn)生的損失[1]。

具體來說，提高汽輪機(jī)效率的措施有選用高效新型的葉片和分流葉柵，設(shè)計(jì)三元流場，使用新型的汽封結(jié)構(gòu)、高效的進(jìn)汽室和排汽缸。工程實(shí)踐中，應(yīng)綜合考慮改造所需成本和改造面臨的風(fēng)險(xiǎn)等，然后決定采用哪種措施對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行通流改造。

產(chǎn)品制造過程是指包括準(zhǔn)備原材料、將原材料加工為成品、將成品運(yùn)輸至銷售地及后續(xù)的保存和調(diào)試等在內(nèi)的全過程。而質(zhì)量控制則是通過對(duì)整個(gè)過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的管理和質(zhì)量監(jiān)控，確保最終成品的質(zhì)量。

在產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素包括生產(chǎn)者、生產(chǎn)設(shè)備、原材料、設(shè)備操作、生產(chǎn)環(huán)境和后續(xù)調(diào)試等。因此，產(chǎn)品質(zhì)量控制可以從這些角度入手，控制好這些因素，對(duì)可能發(fā)生的問題制定應(yīng)對(duì)方案。

質(zhì)量控制的方法主要有三大類，分別是策劃過程質(zhì)量控制、識(shí)別關(guān)鍵過程和確定質(zhì)量控制點(diǎn)。首先，策劃過程的質(zhì)量控制主要是指由專業(yè)技術(shù)人員按照質(zhì)量控制的要求制定具體方案，并據(jù)此實(shí)施對(duì)產(chǎn)品制造的各個(gè)流程配置資源等行為。其次，識(shí)別關(guān)鍵過程需要在上述策劃階段完成，主要是指對(duì)工藝較復(fù)雜和技術(shù)要求高的產(chǎn)品質(zhì)量，以及對(duì)使用性能造成關(guān)鍵性影響作用的過程的重點(diǎn)管理。再次，確定質(zhì)量控制點(diǎn)是質(zhì)量控制過程中不可缺少的程序，主要是根據(jù)《電力設(shè)備監(jiān)造技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T 586—2008）和國家、行業(yè)有關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)以及主機(jī)廠質(zhì)量保證體系和技術(shù)協(xié)議的約定來確定。

2 現(xiàn)役汽輪機(jī)通流部分存在的缺陷和問題

2.1 汽輪機(jī)高壓缸效率偏低

20世紀(jì)80年代，我國從美國引進(jìn)了300 MW汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)制造技術(shù)，投入國內(nèi)制造廠進(jìn)行生產(chǎn)制造，并在90年代逐漸投入運(yùn)行。該汽輪發(fā)電機(jī)組也逐漸成為我國使用較為廣泛的機(jī)組之一。但是，由于我國相關(guān)領(lǐng)域的研究仍較為薄弱，專業(yè)技術(shù)水平有限，因此在安裝使用該汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的過程中出現(xiàn)的許多問題仍無法得到根本解決[2]。在實(shí)際運(yùn)行中，汽封漏汽量較大、汽輪機(jī)高壓缸效率偏低是出現(xiàn)頻率較高的問題。

在設(shè)備制造階段的監(jiān)造工作主要包括以下內(nèi)容。

制造廠必須事先向監(jiān)理人員提供有關(guān)主要零件和材料的詳細(xì)信息。如果材料性能低于技術(shù)要求或材料的原產(chǎn)地發(fā)生變化，必須事先獲得監(jiān)管部門的批準(zhǔn)和確保業(yè)主方是已知的狀態(tài)。在開始制造工作之前，監(jiān)理人員應(yīng)熟悉相關(guān)技術(shù)圖紙、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工作規(guī)則，檢查對(duì)設(shè)備制造進(jìn)行監(jiān)督的必要條件是否齊全以及設(shè)備調(diào)試計(jì)劃是否合適。

如果可以確定不符合指定要求的質(zhì)量問題需要解決，則監(jiān)督人員必須在向制造廠提交加工要求和更正期限的同時(shí)附帶上詳細(xì)的監(jiān)理記錄。如果制造廠未處理設(shè)備的質(zhì)量問題或處理后的設(shè)備仍未滿足指定的技術(shù)要求，或者仍然存在重大質(zhì)量問題，監(jiān)理人員必須盡早向制造廠發(fā)送違規(guī)通知。對(duì)不合格設(shè)備的處置方法包括接受讓步、返工和拒收等，而關(guān)于制造廠違規(guī)處理的結(jié)果，負(fù)責(zé)監(jiān)視項(xiàng)目的人員必須在兩個(gè)工作日內(nèi)做出回應(yīng)。

監(jiān)管部門嚴(yán)格審查制造廠提供的生產(chǎn)計(jì)劃和實(shí)際的制造進(jìn)度，根據(jù)分析結(jié)果發(fā)布審查報(bào)告。如果制造廠提供的時(shí)間表或?qū)嶋H生產(chǎn)時(shí)間表與合同不符合，則應(yīng)通知制造廠及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，若制造廠不進(jìn)行調(diào)整，監(jiān)理人員就可以采取某些必要措施。

在設(shè)備制造過程中的監(jiān)造中，如果出現(xiàn)制造廠和監(jiān)理人員雙方對(duì)設(shè)備存在的質(zhì)量問題的處理方面有分歧，可以按照國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范等協(xié)商處理。此過程應(yīng)將設(shè)備質(zhì)量置于首要考慮地位，或者可以選擇提交仲裁機(jī)構(gòu)進(jìn)行裁決。

3.3 對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)

制造廠在完成汽輪機(jī)通流部分設(shè)備的制造、改造及后續(xù)調(diào)試之后，就可以將設(shè)備交付給發(fā)電廠，由電廠完成后續(xù)的機(jī)組安裝和投入運(yùn)行。之后對(duì)完成通流改造的機(jī)組進(jìn)行性能測試和熱力性能試驗(yàn)，以驗(yàn)證改造后的機(jī)組是否達(dá)到了預(yù)先期望值;同時(shí)，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，檢驗(yàn)制造和改造設(shè)備過程中的質(zhì)量控制效果。

河曲發(fā)電公司1號(hào)機(jī)組經(jīng)過通流改造后汽輪機(jī)參數(shù)如下。

主蒸汽溫度：538 ℃;主蒸汽壓力：16.7 MPa;再熱蒸汽溫度：538 ℃;背壓：4.9 kPa;額定功率（銘牌功率）：600 MW;額定功率下汽缸效率：改造后機(jī)組加權(quán)考核熱耗率目標(biāo)值≤7887 kJ/kW·h。100%THA工況下熱耗保證值≤7 776 kJ/kW·h（背壓4.9 kPa，再熱壓損按8%計(jì)）;75%THA負(fù)荷工況下熱耗保證值應(yīng)≤7 924 kJ/kW·h（背壓4.9 kPa，再熱壓損8%）。100%THA工況下高壓缸效率（含閥門損失）88%，中壓缸效率（含閥門損失）92.8%，低壓缸效率（UEEP）90.1%，過橋汽封漏汽率1.1%。

4 結(jié)語

我國現(xiàn)階段運(yùn)行的汽輪機(jī)組大多仍采用的是20世紀(jì)90年代的技術(shù)。由于技術(shù)水平有限，因此這些汽輪機(jī)機(jī)組普遍存在能耗高而效率低的問題，具體表現(xiàn)為高壓缸和中壓缸效率低以及中壓缸三段抽汽溫度高。在當(dāng)前節(jié)能減排的大趨勢下，各公司均選擇采取有效的措施，如對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行通流改造，以降低設(shè)備成本，增加其經(jīng)濟(jì)性。而汽輪機(jī)通流部分設(shè)備的質(zhì)量則是改造成功的關(guān)鍵。為了確保設(shè)備的質(zhì)量在出廠時(shí)符合合同要求，駐廠監(jiān)造形式有利于幫助設(shè)備所有者控制設(shè)備質(zhì)量，從而確保汽輪機(jī)通流改造成功，提高機(jī)組效率和經(jīng)濟(jì)性。

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