日立TC4F-40型汽輪機揭缸提效實踐

趙項慈

（中國水利電力物資有限公司 北京）

一、汽輪機的現狀及分析

山西魯晉王曲發電有限責任公司1號機2006年8月安裝，為日立公司生產的600 MW超臨界、中間再熱、單軸三缸、雙排汽、凝汽式汽輪機。機組動、靜葉特性屬沖動式，熱力系統采用單元制布置。設計額定功率為600 MW，最大連續出力（T-MCR）644.9 MW。汽輪機總級數42級，高壓中，轉子高壓有8級，其中第一級為調速級，中壓有6級，低壓轉子有2×2×7級。汽輪機采用高、中壓缸的合缸結構，兩個低壓缸均為雙流反向布置。本體設有內部法蘭螺栓加熱系統。

檢修前機組熱力試驗的熱耗值 7826.2 kJ/kW·h，設計值7527 kJ/kW·h。二者相差299.2 kJ/kW·h。 根據超臨界600 MW 機組通用指標計算，299.2 kJ/kW·h熱耗，相當于汽輪機機組相對內效率下降10%。

機組2007年進行過首次檢查性大修。2013年10月，機組進行第一次全面解體檢修，旨在通過本次大修徹底提高機組的效率。汽輪機全面解體后，通過對高、中壓缸及低壓缸的轉子、通流部分全面檢查，發現影響機組經濟性的主要問題。

（1）高中壓內缸水平結合面變形嚴重，形成內張口，在主蒸汽進汽及再熱蒸汽進汽部位變形較大。汽缸結合面緊1/3螺栓后，測量內缸結合面間隙最大處1.7 mm，塞尺拆入深度50～70 mm。內缸結合面有明顯漏汽痕跡。

（2）高中低壓轉子葉片、隔板靜葉普遍出現結垢、積鹽現象。

（3）高壓缸、中壓缸均出現汽封間隙偏大。高中壓隔板汽封和過橋汽封間隙均比設計值大0.3 mm左右。

（4）A 低壓缸反向第三級葉片圍帶脫落（圖1）。圖1葉片圍帶脫落另外，還發現一、二、三段抽汽疏門水及主汽、再熱系統疏水門有內漏現象。

圖1 葉片圍帶脫落

二、提效方案制定

（1）高中壓缸內缸變形嚴重，若變形繼續增大，有可能造成汽輪機高壓缸轉子動、靜部分摩擦，且會使內缸蒸汽泄漏。征求了廠家以及國內同類型機組專家意見后，決定對高中壓內缸全部返廠處理。首先對高壓內缸上缸、下缸水平面分別銑去2 mm，水平中分面找正后，再銑中分面鍵槽，按端面及各開檔面找平，重新車各檔內孔，配鍵槽、定位銷孔。加工好后高中壓內缸結合面空扣，緊螺栓后間隙應達到0.05 mm塞尺不入。

（2）汽輪機動葉、靜葉普遍結垢后，葉片表面粗糙，增大了摩擦損失，加之機組偏離設計工況運行，汽輪機效率降低。實驗表明，每結垢0.1 mm厚度，將使級效率降低4%～5%。本次檢修，預先采用目前除垢效果較好的玻璃微珠噴丸方法，將轉子葉片、隔板上靜葉片的銹垢清除，達到見金屬光澤。

（3）對高中壓汽封間隙偏大問題，特意制定了汽輪機端部軸封、隔板汽封間隙調整方案，要求實際間隙達到廠家設計值的中下線，防止間隙過大。現場采用貼膠布檢查方法，經過汽輪機半實缸、全實缸、安全間隙3次檢查，3級驗收驗收合格后為準。

（4）對A低壓缸反向第三級葉片圍帶脫落，聯系制造廠后，由東方汽輪機有限公司派專人對損壞處圍帶重新加工，并按要求工藝進行回裝。

（5）對現場檢修發現的內漏閥門，解體檢修處理，達到運行中關閉嚴密的要求。

三、方案實施

（1）高壓內缸在東方汽輪機廠經過20天的測量加工，消除了原來汽缸法蘭變形，達到預先方案要求的標準。對高壓內下缸及內上缸隔板洼窩，進行了車削，對各級隔板定位槽、定位鍵重新加工。返回現場后，重新調整內缸貓爪墊片尺寸以及隔板中心、軸系中心。

（2）現場用2周的時間，分別對汽輪機高中壓缸轉子葉片、每級隔板靜葉片、低壓缸2臺轉子及隔板靜葉，用微珠玻璃噴丸方法清除葉片上的鹽垢，達到見金屬光澤的要求。處理后的葉片見圖2。

（3）對高、中、低壓各缸通流及軸端汽封與汽封塊背弧，采用車削或捻打方法調整各級汽封間隙，經5次全實缸調整后，所有汽封間隙均合格，達到調整方案要求的設計中下線值。

（4）A低壓缸反向第三級葉片圍帶脫落，由東汽廠專家更換了新的圍帶（圖 3）。

（5）對高中壓缸的抽汽疏水門、主汽、再熱蒸汽疏水手動門解體，對高旁調節閥、2個低旁調節閥進行解體研磨檢修，驗收合格后回裝。

圖2 處理后的葉片

四、效果

2013年12月檢修后的汽輪機組一次啟動成功。機組平穩進入帶負荷運行階段。經過半個月運行后，機組的熱耗值達到檢修前預期的值（7690.2 kJ/kW·h），比修前熱耗降低136 kJ/kW·h。

由于機組設備運行時間只有一個大修周期，本次檢修所需要的通流部分備品準備不足，大修中通流部分間隙只是進行了調整，未大量更換新汽封塊。對其他稍微變形的汽封齒進行了修復，因此修后熱耗值只是比原來稍有好轉，還未達到設計要求。汽輪機揭缸提效，主要是通過調整機組各級通流間隙值，減少各級漏汽量來實現。但汽封間隙太小會給機組運行帶來安全威脅，通流部分間隙調整需要科學策劃，慎密思考，全面兼顧。

圖3 更換新圍帶

通過本次揭缸，發現了影響機組效率的其他原因，如高壓內缸變形、通流部分結垢、葉片圍帶脫落等，都一一進行消除。在保證機組安全運行的同時，盡可能通過檢修提高機組效率。