捷制500MW汽輪機組效能分析與改進

惠坤龍 朱凱麗 雷瑤 王欠兒

摘 要：現如今國家在經濟轉型的關鍵時期對節能減排工作尤為重視，而電力行業恰恰又是節能減排的重點，這其中主要發電裝置汽輪機組的制造和改進對節能減排工作有很大幫助，本文著重分析了目前我國電力企業使用較多的捷制500MW汽輪機組的不足，并在此基礎上對汽輪機組的改進措施進行了初步探討。

關健詞：汽輪機組；節能減排；優化改造

中圖分類號：TK268 文獻標識碼：A

“能源安全、環境保護、經濟增長”是當今世界發展和公認的基本原則，其關鍵核心就是節能減排。汽輪機作為電廠里進行能量轉換的核心環節，它承擔著效能優化的重要任務。隨著煤炭價格不斷地上漲以及當下節能減排任務的緊迫性，如何提高汽輪機組的效率和經濟性的問題也亟待解決。汽輪機使用中關鍵是節能和提效，經過一系列改進，能夠取得很好的經濟效益和社會效益。

1 國內外研究動態

我國工農業的發展日益迅速，由此電力工業對汽輪機制造業提出的要求不斷提高，汽輪機逐漸向大容量、高參數、低污染、高可靠性、負荷適應性高、自動化程度高、安全、經濟的方向發展。如今大型的汽輪機一般都采用級數多、多汽缸、多排汽的結構。

如今國內外汽輪機發展的總體趨勢為使單機功率增大，使蒸汽的初級參數得到提高，優化汽輪機結構中通流部分的設計，進而改善中間的再熱系統，并提高回熱給水系統的效能，來增加汽輪機系統的熱值經濟性指標；優先發展和研究大型的熱電聯產汽輪機系統以及燃氣—蒸汽聯合循環汽輪機系統，以此來增加能源的一次利用效率；通過計算機軟件研發汽輪機組的自控系統，進而使得汽輪機組變得更加自動化和智能化；使用領先的加工工藝和設備，按照嚴格的質量管理和控制標準，以此來保證汽輪機零部件的質量，進而提升汽輪機組的整體性能。

汽輪機是能夠實現電廠功能的原動機，而汽輪機組則是實現動能、熱能及電能之間的相互轉換，并且汽輪機經常與鍋爐、凝汽器、加熱器、發電機和泵配套使用，因此能夠引起汽輪機組能量損耗比較大的原因在于汽輪機組本體泄漏嚴重及較大的汽輪機運行能耗。此外，沙塵和風對空冷凝汽器性能的影響及凝結水溶氧超過標準均會降低空冷汽輪機組傳熱效率，進而增加了汽輪機運行能耗。

2 捷制500MW汽輪機組效能分析及改進措施

2.1 當前汽輪機存在的問題

捷制500MW汽輪發電機組存在的問題如下：（1）a.汽輪機汽封是采用傳統的梳齒式汽封（見附錄），當運行不到一個大修周期時，汽封間隙會明顯增大；b.高中壓隔板、軸封漏氣，會導致汽輪機內效率及熱耗增大；c.低壓軸封漏空會影響凝汽器換熱效果和整機組經濟性的提高；d.機組在多次啟停機后，由于振動及動靜部分碰磨使得汽封的間隙明顯增大，使機組的經濟運行收到嚴重影響。（2）疏水系統很復雜，有很多閥門和疏水器，隨著運行時間的增加，內漏現象很嚴重，會導致凝汽器熱負荷增大，在影響真空系統嚴密性的同時也惡化了低壓轉子末級葉片的工作環境；還造成了嚴重的熱損失，增加了機組的熱耗值，進而影響了機組的經濟安全性運行。

2.2 改進措施

在檢修時[1]，發現主機本體同流部分間隙出現嚴重超標問題，主機高壓前的三級隔板，以及中壓2、6、8級隔板軸向間隙均大于標準值。為此對這些隔板的進汽邊進行車削，對排汽邊進行補焊，進而使隔板發生軸向的移位，對高壓內缸通過向進氣側移位0.90mm來優化高壓內缸前隔板的軸向通流間隙。通過對高壓內缸和其前隔板的三級汽封進行位移，來調整內缸的通流間隙符合相應的標準。

由于17-25級的轉子被嚴重磨損，加之汽封塊上的彈簧墊片已經失效，所以應對不同壓力等級的汽封裝置進行優化改造。首先將低壓內缸的前軸與后軸端的汽封用蜂窩鐵素汽封替換，接著再把中壓和高壓等級的汽封用布萊登型汽封裝置替換，然后把低壓內缸中間部位隔板的汽封裝置進行更換，最后在校準各個汽封裝置的間隙。

軸封系統改造重新布置低壓軸封疏水擴容器。取消熱力系統部分閥門旁路門，熱力系統疏水點位置不變，改變疏水管走向，并精簡合并了部分疏水管路。改進軸封系統為自密封系統，用于回收工質，充分利用系統能量；以消除高低旁泄漏；進行燃燒調整，使減少減溫水量的投運；檢查高壓缸排汽排汽逆止門保持開啟狀態；加強和完善膠球清洗裝置與系統維護。

2.3 改進后效果

通過對高、中壓缸汽封進行改進，能夠有效地減少汽輪機內級間的漏氣損失和軸端漏汽損失，可以進一步提高高中壓部分的內效率。但對于低壓缸軸端汽封而言，通過改進可以使低壓缸真空的嚴密性得到提高，進而改善低壓部分的做功能力。因為高、中壓缸改為布萊登汽封，能夠有效防止因為振動而引起的汽封摩擦、大軸彎曲及軸瓦損壞等事故的發生，這對于保證汽輪機的安全運行水平來說具有重要意義。

參考文獻：

[1]梁卓文.500MW汽輪機組節能改造應用.山西電力，2013（6）.