國產超臨界600MW汽輪機組低壓缸抽汽超溫治理

黃揆， 馮雪

（哈電集團現代制造服務產業有限責任公司，哈爾濱150046）

1 引 言

某電廠安裝有哈爾濱汽輪機廠生產的超臨界600MW汽輪發電機組。型號：CLN600-24.2/566/566，為超臨界、一次中間再熱、三缸、四排汽、凝汽式汽輪發電機組。機組運行至今，發現其漏汽較嚴重，導致5～8 段抽汽口蒸汽泄漏，抽汽溫度超過設計值，其中5 段抽汽超溫約40℃，6 段抽汽超溫約70℃，7 段抽汽超溫約110℃，8 段抽汽超溫約50℃。本文在分析了機組抽汽超溫原因的基礎上，提出并實施了改造方案。

2 抽汽超溫原因分析

經過分析，產生抽汽超溫的原因有如下六點：

（1）由于結構的復雜性，低壓缸在運行中存在較大的內部“不均勻”溫度場，這容易導致低壓缸中分面變形，低壓進汽并沒有經通流部分作功，而是直接漏入5～8 段抽汽夾層，使該處溫度超過設計值。

（2）低壓缸是一個焊點多而且復雜的焊接成型較大的設備，如果在焊接過程及去應力處理不到位，就會產生殘余焊接應力，隨著機組運行將易導致中分面變形，從而引起漏汽。

（3）低壓隔板套中分面較厚，在運行中易變形，也可能會漏汽。

（4）低壓隔板套和內缸的密封面，若接觸不良，將導致漏汽。

（5）低壓抽汽插管的密封不嚴，將導致漏汽。

（6）低壓通流部分的汽封間隙不合理，易導致5～8 段抽汽漏汽。

3 改造方案

針對以上產生漏汽的原因，確定了以下處理方案。

3.1 低壓隔板套（調、電）改造措施

（1）隔板套中分面增加把緊螺栓和密封鍵，使隔板套、低壓內缸中分面處的漏汽量大大降低，從而改善5、6 抽溫度過高問題。如圖1 所示為改造后隔板模型。（2）將隔板套法蘭螺栓材料改為20Cr1Mo1VTiB，抗松弛性能提高，這有利于增大剩余應力，從而保證密封性。

圖1 改造后隔板模型

（3）隔板套軸向定位面處增加環形擋汽片。

（4）在隔板套上開一圈槽，用來放擋汽片。

（5）在低壓內汽側補焊環形法蘭，然后開槽。

3.2 低壓1 號內缸改造措施

圖2 改造示意圖

圖3 工藝孔焊接示意圖

（1）增大螺栓預緊力和增加法蘭中分面密封鍵。

（2）將如圖2 所示的原螺栓1、2、3的材料均改為20Cr1Mo1VTiB-Ⅳ，加工尺寸按原圖加工，螺栓抗松弛性能提高，有利于增大剩余應力，從而保證密封性。

（3）減少如圖2所示的雙頭螺栓4的長度，減小螺栓伸長量；將內六角螺母5 改為內六角罩螺母，減少螺栓自由長度和密封面，保證初應力。

（4）將工藝孔蓋板焊牢，如圖3 所示。

3.3 低壓正反向1～6級隔板和葉頂汽封圈

圖4 汽封齒改造圖

將汽封齒由兩齒改為三齒，如圖4 所示。具體材質要求：1～4 級隔板汽封和1～6 級葉頂汽封兩齒改三齒，材質為15CrMoA；5、6級隔板汽封兩齒改三齒，材質為1Cr12Mo。

3.4 隔板套軸向定位面改造

隔板套軸向定位面處增加環形擋汽片，改進后漏入5、6 段抽腔室的。在隔板套上開一圈槽，用來放擋汽片；在低壓內汽側補焊環形法蘭，然后開槽，如圖5 所示。

圖5 隔板套軸向改造圖

3.5 抽汽插管的形式改造

對抽汽插管的密封形式進行改進，改為碟片形式。在自由狀態時碟片形式抽汽插管內環的裝配與進汽插管相配，碟片形式抽汽插管外環與內環間留有徑向間隙，工作時內環與接管和外環槽端面依靠壓差產生的徑向力和軸向力貼緊，從而減少原結構的蒸汽泄漏。對1#內缸抽汽管活塞環槽進行堆焊后補充加工；對2#內缸5、6#抽汽管進行補充加工，改進后漏入5、6 段抽腔室的汽量大大減少，如圖6 所示。

圖6 抽汽插管改造后示意圖

3.6 嚴格控制現場螺栓熱緊程序，保證設計的螺栓伸長量

3.7 對低壓缸汽封間隙進行調整

表1 改造前后抽汽溫度對比表/℃

按照哈汽廠提供的新的通流間隙對低壓缸動葉葉頂、隔板汽封間隙、端部汽封間隙進行調整。

4 改造后效果分析

改造前，低壓缸5～8 段抽汽溫度偏高，低壓缸經過以上改造后，5～8 段抽汽溫度偏高得到了明顯改善，雖然抽汽溫度仍略高于設計值，但已經較改造前有了很大的改觀。

根據改造后熱力試驗報告計算，機組熱耗降低了25.67kJ/kW·h，折合標煤0.87g/kW·h、年可節約標準煤約3400t，可見機組低壓缸改造后的節能效果和經濟效益都較改造前有了明顯的改善。

5 結 語

機組通過低壓缸改造后，解決了低壓缸5～8 段抽汽口超溫的問題，設備運行中存在的不安全隱患被消除，使機組的運行更加安全、可靠，并提高了機組的經濟效益。

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

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

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

（編輯 明 濤）