楊超

摘 要： 600MW汽輪機(jī)組因?yàn)楦鞣N各樣的原因都會出現(xiàn)實(shí)際熱耗比設(shè)計(jì)熱耗要高，導(dǎo)致其消耗的煤電等消耗增加，嚴(yán)重降低了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，因此筆者以CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組為例，對600MW汽輪機(jī)組熱耗高的問題進(jìn)行了研究，分析了CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的技術(shù)要點(diǎn)，隨后指出了其熱耗高的主要原因，并且根據(jù)原因指出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞： 汽輪機(jī)組；技術(shù)要點(diǎn)；熱耗；改進(jìn)措施

引言：600MW汽輪機(jī)組發(fā)電技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史，在科技性上以及環(huán)保性上都表現(xiàn)非常優(yōu)秀，很多國家采用了這種發(fā)電技術(shù)。美國、俄羅斯等在上個(gè)世紀(jì)中期就開始對這行技術(shù)進(jìn)行研究，我國在這方面的起步比較晚，在上世紀(jì)的90年代才開始引用600MW汽輪機(jī)組用于火力發(fā)電。CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組熱耗率高達(dá)不到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，這其中的原因有很多，并且這個(gè)問題是比較普遍的，因此有必要對此進(jìn)行深入的討論。

一、600MW汽輪機(jī)組的技術(shù)要點(diǎn)

（一）600MW汽輪機(jī)組技術(shù)參數(shù)

CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的主汽壓力、溫度、流量等分別為24.2MPa、566°C、1660.7T/h，再熱蒸汽流量、溫度分別為414.1T/h、566°C，低壓氣缸的排氣壓力和給水溫度分別為11.8KPa和280.4°C。當(dāng)CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組在4.3/5.5KPa的設(shè)計(jì)背壓下工作時(shí)，其順時(shí)針轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r/min。

（二）600MW汽輪機(jī)組本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組應(yīng)用了600MW汽輪機(jī)技術(shù)制造的低壓氣缸，其高中壓氣缸采用改了雙層缸的結(jié)構(gòu)，是使用三菱技術(shù)制造的，所有氣缸的設(shè)計(jì)都由哈汽和三菱共同完成[1]。CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的冷卻蒸汽共有兩股，其中一股冷卻蒸汽從高壓排氣區(qū)流出，用于進(jìn)氣區(qū)高溫位置的冷卻，另外一股來自機(jī)組一級動葉的根部縫隙，這一股冷卻蒸汽因?yàn)閯尤~前后的壓差不同而產(chǎn)生流動，用于冷卻轉(zhuǎn)子的表面，不直接用于冷卻566°C的蒸汽[2]。CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的低壓動葉片采取的是縱樹型葉根結(jié)構(gòu)方式，其中的1級葉片為圓弧形，最后一級葉片的根部采用了三菱設(shè)計(jì)的1029mm型，在滑銷系統(tǒng)上有四個(gè)貓爪形的支托位于軸承箱上，支托通過一個(gè)可以在上面隨意滑動的裝置和軸承箱連接在一起，軸承箱和高中壓氣缸以及低壓氣缸是通過中心梁連接的。

二、600MW汽輪機(jī)組熱耗高的主要原因

（一）氣缸效率低

氣缸的效率在CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組運(yùn)行過程中是非常重要的參數(shù)，直接對機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性有著影響?？疾鞖飧仔实臉?biāo)準(zhǔn)為氣缸在運(yùn)行時(shí)真正焓降與理想焓降的比例，通過對CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組進(jìn)行觀察，其高壓氣缸、中壓氣缸、低壓氣缸工作分別為84.21%、92.13%、81.52%，而相對應(yīng)的設(shè)計(jì)效率分別為86.43%、91.31%、93.76%，實(shí)際熱耗7960.62KJ/kWh，而設(shè)計(jì)熱耗為7564KJ/kWh[3]。可以看出高壓缸和低壓缸的工作效率都比設(shè)計(jì)效率要低，中壓缸則超出了設(shè)計(jì)效率，導(dǎo)致整體的的熱耗要比設(shè)計(jì)熱耗高很多。

（二）軸封的漏氣量大

CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的高壓氣缸和低壓氣缸是處在同一個(gè)外缸內(nèi)的，并且都采用了單流雙鋼的結(jié)構(gòu)模式，為了平衡推力讓其內(nèi)部的蒸汽呈反方向的流動方式。高壓氣缸和中壓氣缸通過軸段的過橋氣封連接，因此部分氣流可以從高壓氣缸進(jìn)入到中壓氣缸用來冷卻轉(zhuǎn)子。但是高中壓缸之間的連接軸沒有支撐，氣流從高壓氣缸向中壓氣缸流動的時(shí)候會產(chǎn)生比較大的晃動，晃動會磨損過橋氣封。在CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組投入使用1年后進(jìn)行測試得知，機(jī)組運(yùn)行的時(shí)候高壓氣缸漏向中壓氣缸氣流為38.2t/h，比設(shè)計(jì)漏氣量高了27.3t/h，增高的漏氣量使得熱耗高了12KJ/kWh。

（三）背壓偏高

主蒸汽壓力、溫度以及再熱蒸汽溫度、背壓等都會對CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組運(yùn)行時(shí)的熱耗產(chǎn)生影響，其中背壓是對熱耗影響最大的一個(gè)因素。在CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的運(yùn)行過程中，凝氣設(shè)備的作用的是使汽輪機(jī)排除的蒸汽凝結(jié)，以此來保持汽輪機(jī)口的真空狀態(tài)，當(dāng)蒸汽在進(jìn)入汽輪機(jī)的時(shí)候就可以最大化的膨脹，以此來降低背壓，實(shí)現(xiàn)機(jī)組焓降的理想化，最終提高汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。如果想要得到越理想的焓降，背壓就要盡量降低，機(jī)組就會有更高的工作效率[4]。通過對CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組進(jìn)行試驗(yàn)得知，由于凝氣設(shè)備性能不達(dá)標(biāo)，使其背壓達(dá)到了8.54kPa，而設(shè)計(jì)背壓為5.88kPa，熱耗為3.5.13KJ/kWh，設(shè)計(jì)熱耗為0。

三、600MW汽輪機(jī)組熱耗高的改進(jìn)措施

（一）氣缸檢修

針對熱耗高的問題工作人員對氣缸了拆解，拆解之后發(fā)現(xiàn)高中壓缸間得徑向間隙過大，其中葉頂組汽片的間隙超過了設(shè)計(jì)間隙的1.5倍以上，檢修人員對所有的葉頂組汽片做了更換，同時(shí)為了汽片間的孔隙降至設(shè)計(jì)值以下，特地雇傭?qū)I(yè)人員將汽片間隙值降低了0.1mm，在調(diào)整的同時(shí)對葉片進(jìn)行測量，確保其無限接近理想運(yùn)行狀態(tài)。

（二）調(diào)整軸封以及門桿的漏氣量

在檢修氣缸的同時(shí)對軸封加裝了智能監(jiān)視點(diǎn)，用以檢測軸封的氣源。具體操作方式就是在原來軸封的管道中加裝一個(gè)隔氣閥門，在閥門上安裝軸封調(diào)節(jié)閥、旁路閥、前后截止閥等設(shè)施[5]。同時(shí)也在低壓氣缸的軸封上加裝了溫度測量系統(tǒng)，前后軸封的其支氣流管道上安轉(zhuǎn)了壓力表，這樣就可以保證高壓氣缸的軸封不過量漏氣，使CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的高中壓缸之間蒸汽流量正常，降低熱耗。

（三）對背壓的熱耗率進(jìn)行修正

經(jīng)檢驗(yàn)，背壓升高的主要原因就是因?yàn)檎婵諊?yán)密性除了問題，因此在檢修之前對機(jī)組所有的漏點(diǎn)進(jìn)行檢查，可采用檢漏率在1.0×10-8mbarL/s以下的UL300型氦質(zhì)譜檢漏儀，經(jīng)過檢查改進(jìn)后，真空嚴(yán)密性有了明顯的提高。此次檢查發(fā)現(xiàn)3號氣缸以及高壓氣缸軸封與氣缸連接位置有缺焊形象，工作人員及時(shí)對缺焊位置坐了補(bǔ)充，同時(shí)也處理了很多小的漏點(diǎn)，檢修完畢后經(jīng)測試背壓和熱耗都已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)值以下。

結(jié)束語：綜上所述，600MW汽輪機(jī)組在運(yùn)行過程會因?yàn)楹芏嘣虺霈F(xiàn)熱耗高的問題，本次針對CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的分析發(fā)現(xiàn)其存在氣缸效率低、軸封漏氣量大、背壓偏高等問題，嚴(yán)重增高了機(jī)組的熱耗。經(jīng)過檢修后各項(xiàng)數(shù)據(jù)都達(dá)到了設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)，有效提升了CLN600-24.2/566/566型汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]薛清元，李輝，丁常富，等.600MW等級亞臨界機(jī)組超超臨界改造的熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2018，06（1）：35-38.

[2]陳顯輝，雷曉龍，鄧宇，等.東方超臨界600MW汽輪機(jī)通流改造及性能評價(jià)[J].東方汽輪機(jī)，2018，21（2）：40-46.

[3]張磊，張俊杰，馮立國，等.亞臨界600MW汽輪機(jī)通流改造技術(shù)方案研究與應(yīng)用[J].中國電力，2018，23（4）：89-95.

[4]張鵬，從躍磊.600MW亞臨界汽輪機(jī)提溫增效改造效果評價(jià)[J].節(jié)能技術(shù)，2018，16（1）：79-83.

[5]徐星，譚銳.600MW級超臨界機(jī)組通流改造方案比較[J].熱能動力工程，2018，08（2）：148-152.