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1、蘇制超臨界三缸兩排汽320MW汽輪機通流技術改造李寶清，趙呂順，楊艦，王勝利（北京全四維動力科技有限公司，北京，100085）摘要：蘇制超臨界320MW汽輪機熱耗高、效率低，顯著低于目前300MW機組的先進水平。北京全四維動力科技有限公司采用最新的設計技術對其進行了通流技術改造，通流改造后的熱力性能試驗表明該型汽輪機的通流改造是非常成功的，也為國內(nèi)其他進口機組的通流改造提供了很好的借鑒。關鍵詞：超臨界；汽輪機；通流改造；缸效率；熱耗0.引言隨著近幾年我國和全球經(jīng)濟、能源和環(huán)保形勢的發(fā)展，火力發(fā)電企目前面臨的形勢也出現(xiàn)了一些新的特點。節(jié)能減排已經(jīng)提升為火電企業(yè)
2、發(fā)展的約束性指標；火力發(fā)電企業(yè)的電量調度已由銘牌調度逐步調整為節(jié)能調度；07年以來國內(nèi)外電煤價格一度高漲，火電企業(yè)經(jīng)營壓力陡增。在上述背景下，機組的煤耗水平、汽輪機的熱耗水平已成為影響火電企業(yè)生存與發(fā)展的關鍵指標，要在市場競爭中保持發(fā)展優(yōu)勢，就必須采取有效措施，大幅度降低汽輪發(fā)電機組的供電煤耗水平。華能南京電廠＃1、＃2機組為前蘇聯(lián)生產(chǎn)的超臨界機組。1994年投產(chǎn)以來，汽輪機缸效率和熱耗率一直嚴重偏離設計值，機組煤耗較高，且存在某些安全可靠性問題，迫切需要對其進行技術改造以實現(xiàn)機組熱力性能和安全性能的提升，以實現(xiàn)大幅度的節(jié)能減排、應對節(jié)能調度和煤炭成本上漲帶
3、來的壓力。1.蘇制超臨界320MW汽輪機概況華能國際南京發(fā)電廠＃1、＃2汽輪機是烏克蘭哈爾科夫汽輪機廠生產(chǎn)制造的K—320—23.5—4型超臨界、一次中間再熱、三缸兩排汽沖動凝汽式汽輪機。該型機組主蒸汽參數(shù)為23.5Mpa、540℃；再熱蒸汽參數(shù)為3.7Mpa、540℃,銘牌出力為320MW。K—320—23.5—4型汽輪機的結構如下圖所示。該型汽輪機由高壓缸、中壓缸和低壓缸三個汽缸組成，其中高、中壓缸為雙層缸，采用蒸汽流向反向布置，低壓缸采用雙流式布置。圖1超臨界320MW汽輪機縱剖面圖高壓缸部分通流級數(shù)為9級，包含1個單列調節(jié)級和8個壓力級；中壓缸部分通
4、流級數(shù)為10級，低壓缸的通流級數(shù)為2×5級。原機組高、中壓轉子為整鍛轉子，低壓轉子為焊接轉子，轉子間均采用了剛性聯(lián)接。2.蘇制超臨界320MW汽輪機的熱力性能2005年＃2機組大修前后和2008年＃2機組通流改造前的熱力性能數(shù)據(jù)與原機組設計數(shù)據(jù)對比如下表所示。2005年大修前后、08年改造前實測數(shù)據(jù)與原設計數(shù)據(jù)對比設計值2005年2008年改造前大修前大修后高壓缸效率82.6%78.25％79.7％77.84%中壓缸效率93%88.79％90.4％90%熱耗率kJ/kWh7938.6——8400從上表數(shù)據(jù)可以看出該機組的熱耗水平要比300MW等級汽輪機的先進
5、熱耗水平高出420kJ/kWh以上，其性能不僅嚴重落后于當今300MW機組的先進水平，與原設計值也存在很大差距。分析該型機組熱力性能較差的因素主要有以下幾點：（1）該型320MW超臨界機組設計年代較早，其設計水平屬于上世紀80年代的設計水平；（2）各級焓降分配不合理，各級余速損失較大，內(nèi)效率低；（3）葉片型線設計技術已比較落后，損失大、級效率低；（4）高、中壓通流部分隔板導葉均采用寬葉片，展弦比小，二次流損失大；（5）調節(jié)級噴嘴設計采用了效率較低的直通道噴嘴；（6）動靜匹配不合理，攻角損失大；（7）通流子午面雖經(jīng)過光順，但光順程度較差（尤其是低壓部分），流動
6、損失較大；（8）雖然在機組設計中葉頂采用了多齒汽封，但葉頂汽封設計不合理，漏汽損失大；（9）原機組軸封設計不合理，軸封漏汽量大。3.汽輪機通流技術改造方案及措施3.1改造原則依據(jù)以往通流改造項目的實施經(jīng)驗與該項目的具體要求，與用戶協(xié)商確定的該型機組的改造原則如下：（1）汽輪機與發(fā)電機的接口不變；（2）汽輪機回熱系統(tǒng)基本不變，各抽汽口抽汽參數(shù)基本不變；（3）汽輪機基礎、軸承箱與軸承座不動；（4）改造后設備滿足現(xiàn)場安裝要求。3.2通流技術改造目標（1）通過對汽輪機進行技術改造，提高汽輪機的效率，高壓缸缸效率>85%（更換新閥門后可達86%以上）、中壓缸缸效率>9
7、3%、低壓缸缸效率>87%；降低熱耗，使機組的熱耗達到1880kcal/kWh以下。（2）通過對汽輪機通流改造，實現(xiàn)機組增容，額定功率增至340MW。（3）通過技術改造，提高機組安全可靠性，可用性，降低檢修和維護成本。3.3改造更換部件圖2中的彩色部分即為本次改造方案中的主要更換部件范圍。除對主要的通流部件高、中、低壓轉子、動葉片、隔板、部分隔板套及汽封等部件更換外，還對影響機組安全性、可維護性的部件進行了更換，如盤車裝置、聯(lián)軸器螺栓和可傾瓦軸承等。圖2通流改造更換部件示意圖3.4通流改造技術措施在該型機組的通流改造方案設計中，主要的技術措施包括：1).合理
8、優(yōu)化各級焓降分配調整了各級節(jié)圓直徑，優(yōu)化了焓降分配和
