吳桐， 李昕， 黃揆

（哈電集團(tuán)現(xiàn)代制造服務(wù)產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

國產(chǎn)亞臨界600MW汽輪機(jī)組通流改造技術(shù)方案介紹

吳桐， 李昕， 黃揆

（哈電集團(tuán)現(xiàn)代制造服務(wù)產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

針對國產(chǎn)600MW亞臨界汽輪機(jī)組普遍存在的熱耗高、低壓缸5、6段抽汽溫度超標(biāo)等現(xiàn)象，提出了改進(jìn)進(jìn)汽插管密封形式、低壓內(nèi)缸模塊改進(jìn)等通流改造方案。該方案實(shí)施后，可有效降低機(jī)組整體熱耗，減少抽汽超溫現(xiàn)象。

汽輪機(jī)；通流改造；技術(shù)方案

0 引言

某電廠安裝有哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界600MW汽輪發(fā)電機(jī)組，型號為N600-16.7/538/538。機(jī)組運(yùn)行以來，一直存在機(jī)組熱耗高于設(shè)計值、漏汽較嚴(yán)重等問題，導(dǎo)致5～8段抽汽口蒸汽泄漏，抽汽溫度超過設(shè)計值，嚴(yán)重制約了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。為此，本文針對該型機(jī)組特點(diǎn)及現(xiàn)象，提出并實(shí)施了改造方案。

1 原因分析

經(jīng)過分析，機(jī)組產(chǎn)生熱耗高、抽汽超溫的原因有如下幾點(diǎn)：

1）原機(jī)高、中壓進(jìn)汽短管與內(nèi)缸的連接原設(shè)計采用有缺口的彈力密封圈保證機(jī)組膨脹時嚴(yán)密不漏。但由于彈力密封圈長期在高溫條件下運(yùn)行后易發(fā)生變形，同時由于自身結(jié)構(gòu)有缺口，再加上安裝過程產(chǎn)生裂紋損壞等問題，很難實(shí)現(xiàn)理想的密封效果，從而導(dǎo)致漏汽損失嚴(yán)重。

2）由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，低壓缸在運(yùn)行中，尤其是低壓內(nèi)缸存在較大的“不均勻”的內(nèi)部溫度場，致使1號內(nèi)缸中分面變形，低壓進(jìn)汽沒有進(jìn)入通流部分去作功，而是漏入5、6段抽汽夾層，使5、6段抽汽溫度升高。

3）汽封結(jié)構(gòu)不合理。

4）低壓通流部分的間隙不合理，易使5、6段抽汽發(fā)生漏汽。

5）低壓部分葉片級效率相對較低。

2 改造方案

針對以上原因，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，確定了如下處理方案:

2.1 對高壓、中壓進(jìn)汽插管的密封形式實(shí)施改進(jìn)

將原進(jìn)汽結(jié)構(gòu)中的進(jìn)汽插管密封形式由活塞環(huán)式結(jié)構(gòu)改為疊片式結(jié)構(gòu)。內(nèi)環(huán)在自由狀態(tài)時的裝配與進(jìn)汽插管相配，外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間留有徑向間隙，工作時依靠內(nèi)外壓差產(chǎn)生的徑向力和軸向力，使外環(huán)槽端面和內(nèi)環(huán)與接管貼緊，可減少原結(jié)構(gòu)的蒸汽泄漏。

2.2 采用新的低壓缸模塊

采用哈汽公司600MW超臨界內(nèi)缸模塊，即把原來1、2號內(nèi)缸合為1缸，從而根本上解決了低壓進(jìn)汽未經(jīng)通流部分直接漏入5、6段抽汽腔室的問題。600MW超臨界內(nèi)缸模塊有如下特點(diǎn)：1）由整體大面積漏汽到局部小面積漏汽；2）改進(jìn)后整體水平中分面的接觸面積減少；3）改進(jìn)后隔板套水平中分面已經(jīng)基本不漏汽；4）改進(jìn)后隔板套密封鍵處密封效果提高近400%，此處漏汽量大大減少；5）改進(jìn)后漏入5、6段抽腔室的汽量極大減少。

2.3 葉片改進(jìn)設(shè)計

1）新設(shè)計變截面扭曲的氣動性能好的中壓、低壓動葉片、高壓各反動級葉片型線；動葉圍帶內(nèi)拉筋被取消，中、低壓動葉中間體和自帶圍帶由斜改直；

2）高中壓隔板導(dǎo)葉片改進(jìn)后為自帶菱形葉冠的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)葉片采用先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床加工，加工后導(dǎo)葉片精度高，導(dǎo)葉片裝焊時變形量相對較小且變形量值相對穩(wěn)定，因此改進(jìn)后的導(dǎo)葉片較易保證通流的精度及喉寬，如圖1所示；

圖1 高中壓隔板結(jié)構(gòu)

3）低壓末級隔板導(dǎo)葉片采用彎扭加前掠結(jié)構(gòu)，低壓前五級隔板導(dǎo)葉片改為裝配式；

4）低壓次末級動葉改為自帶冠形式。

2.4 汽封結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1）高中壓部分動葉頂部汽封采用了密封效果好的迷宮式汽封，并且在汽封圈上增加子汽封供汽槽，保證了彈性汽封的汽密性，提高了機(jī)組效率，如圖2所示。

圖2 高中壓葉頂汽封結(jié)構(gòu)

2）低壓末級、次末級動葉頂部改進(jìn)后加三道直通式汽封，低壓末級、次末級動葉頂部間隙由10.5 mm改為7.5 mm，可減少漏汽量，提高級效率。如圖3所示。

圖3 末級次末級葉頂汽封結(jié)構(gòu)

3）低壓末級隔板汽封采用懸掛式低直徑汽封，汽封直徑降低，減小了漏汽面積，提高了末級效率。

2.5 對低壓缸汽封間隙進(jìn)行調(diào)整

按照哈汽廠提供的新的通流間隙對高中低壓缸動葉葉頂、隔板汽封間隙、端部汽封間隙進(jìn)行調(diào)整。

3 改造后效果分析

根據(jù)改造后熱力試驗(yàn)報告計算，機(jī)組熱耗下降約13.24g/（kW·h），年可節(jié)約資金1600萬元，可見機(jī)組改造后的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益都較改造前有了明顯的改善。

4 結(jié)語

機(jī)組通過抽汽插管、低壓缸、隔板、葉片改造后，解決了機(jī)組一直存在的熱耗高和低壓缸5、6段抽汽口超溫等問題，消除了設(shè)備運(yùn)行中存在的不安全隱患，使機(jī)組的運(yùn)行更加安全、可靠，并且大大提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 靳智平.電廠汽輪機(jī)原理及系統(tǒng)［M］.北京：中國電力出版社，2006．

［2］ 李少華，姚亮，宋東輝，等.汽輪機(jī)缸效率和熱耗值之間關(guān)系的分析研究［J］.黑龍江電力，2012（2）：89．

［3］ 劉海昌.600MW火電機(jī)組低壓缸抽汽超溫治理［J］.黑龍江電力，2012（12）：470-474.

（編輯：昊 天）

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1002－2333（2014）04－0228－02

吳桐（1982—），女，工程師。

2014-01-05