600-MW超临界机组汽轮机通流部分改造及改造后效果分析

1、600?MW超临界机组汽轮机通流局部改造及改造后效果分析摘要：随着人们对电力需求度的不断增加，一些新型发电技术也由此应运而生，火力发电当属其中一种。火力发电需消耗大量的能源，因此降低发电本钱、提高生产效率是火电厂当前所关注的焦点话题。基于此，该文主要从电厂通流改造后汽轮机结构层面进行分析，并对改造前后的汽轮机工作效率等进行比对分析，为相关人员提供一定的借鉴。关键词：600MW超临界机组汽轮机通流改造中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号：1674-098X202112a-0078-02随着城市用电需求的不断加大，单单依靠传统的发电方式很难满足人们多样化的用电需求，开发新能源，提高发电效率

2、已然成为发电厂所关注的重点内容。当前，一些新型发电方式比方风力发电、火力发电等在各大城市得到了应用，极大地满足了市民们用电方面的需求。由于火力发电需消耗大量的能源，如何降低发电本钱、提高生产效率，是火力发电厂得以持久、有序开展的重要保障。该文通过对某电厂600MW超临界燃煤发电机组投运后的热经济性进行分析得知设备在运行过程中能耗较高，其中汽轮机通流部位是最为显著的影响因素，所以，对汽轮机进行优化改造后，大大提高了机组的运行效率，在节能的根底上提高了生产效率，为相关企业在生产中提供了一定的借鉴。1汽轮机系统概况某电厂配备有2台600MW的超临界机组汽轮机，汽轮机型号为N600-24.2/566/

3、566，机组铭牌功率为600MW。该电厂的锅炉主要是由上海锅炉厂生产的，锅炉具有平衡通风、固态排渣、露天布置等特征。发电机室引进西门子技术制造的QFSN-600-2型发电机，由上海汽轮发电机生产。近年来，随着汽轮机技术的不断开展，该电厂原有的技术很难满足设备的实际需求，使得机组的实际运行效率低下。一期2台机组投产后额定负荷THA工况修正后热耗率平均值为7816.8kJ/kWh，相比于原设计值来说，增高到达3.7%，额定负荷THA工况的高压缸效率试验平均值为85.3%，与设计值相比降低了2.4%。中压缸效率设计值为92.5%，试验中得出的中压缸效率也为92.5%。低压缸效率设计值为91.7%，而

4、试验中得出的低压缸效率为86.3%，同比下降了5.4%。从以上数据可得出，汽轮机高、低压缸通流效率对机组汽轮机的运行性能起到了至关重要的影响。2改造主要内容2.1总述在2021年与2021年两年期间，该电厂分别对一号机组A级与二号机组A级进行检修期间使用了AIBT技术，并对一号、二号汽轮机的高中低压缸通流部位进行了改造设计，将机组的额定功率提高到了660MW。设定两个热耗率验收工况：第一验收工况为100%THA，第二验收工况为75%THA。AIBT技术是基于STP技术逐渐开展起来的新型技术，相比于传统的通流设计技术来说，AIBT技术具有如下几方面优点：1该技术所涉及的面较广，不仅包含通流的整体

5、流道布置、叶片优化选型等方面的内容，而且还包含叶顶围带与叶根设计等层面的内容。系统灵活度较高。2程序功能多样化。一方面能实现通流效率与强度的自动匹配，另一方面还能使差胀平安性与效率进行自动匹配，无需人为操作即可完成，省时方便，效率高。3AIBT通流技术在设计时遵循每一叶片级的反动度都是不尽相同的，叶片级的反动度主要根据叶片自身的尺寸以及特性等进行确定，确保各个全三维叶片处于最正确的气动状态。4整体围带叶片、全切削加固强度高，抗性强。在此次改造中，采取AIBT技术对汽轮机整体结构进行优化设计，但在优化设计中应遵循以下原那么：一是汽轮机原有的外缸不能发生变化；二是汽轮机根底要保持原样；三是汽轮机内

6、缸的实际装配应与原来相同，而且定位方式保持不变；四是汽轮机轴承不需要改动；五是转子的实际跨度大小不动；六是与发电机原有的联结方式以及位置均不发生变化。改造的区域包含如下：一是汽轮机高中低压缸通流部位的静、动叶片需要进行优化设计；二是高中低压转子与附件应根据情况进行优化改造；三是高中压内缸与相对应的组件；四是对轮螺栓的改造；五是低压内缸与组件的变动。高压通流级数调整为I+13级，中压通流级数调整为9级，低压通流级数调整为4×9级。2.2高中压通流在此次改造中主要采取的是AIBT技术，该技术的优点如下：一是直径较小而且级数较多，不同级别部位均设置有一定的汽封装置，这样可防止设备在运行中发

7、生漏气等不良现象；二是具有一定的变反动度，一定的变反动度可确保叶片级处于最恰当的气动桩体，增强高中压缸的通流效率；三是采用弯扭马刀型动、静叶；四是T型叶根可防止叶根轴部发生漏气现象；五是整体围带叶片，强度高而且抗性强；六是采用镶片式迷宫汽封，降低漏气损失。2.3高中压转子高中压转子支撑于两个径向轴承上，两个轴承之间的距离为6140mm，将叶片安装在高中压转子上，重量可达36.5t。高中压转子的高压与中压的蒸汽流向呈反流布置。高压主要包含1级三叉三销叶根的单列调节级与13级压力级，这些压力级均由T型叶根组成。中压一共分为九级，其中前两级采取的是双T型叶根，其余七级采取的是T型叶根。在每一级的转子

8、外圆部位均安装了一定形状的齿槽，转子两端城墙齿与端部汽封配合，这样可防止蒸汽外漏现象的发生。调节级动叶主要采取的是三叉三销三联体叶片结构，这种结构的强度较高，能够抵御一定的外力冲击，而且在运行时不致对其他部件造成不良影响，可确保设备得以平安、稳定运行。2.4高中压内缸与原有的高中压内缸存在一定的不同，经过全面改造完成的高中压内缸是一个全新的整体结构，在结构体系中包含了高中压内缸、高压持環、蒸汽室等，可有效解决原有蒸汽室存在的漏气现象，而且安装简便，为施工人员减少了一定的工作量。高中压内缸顶部与底部用定位销导向，这样可确保汽轮机轴线处于恰当的位置，内外缸的进气口使用插管进行有效连接，这样便于吸收

9、内外缸差胀，提高内缸的气密性。2.5低压内缸低压内缸主要采取的是碳钢焊接结构，低压内缸的两端半环部位由铸件组成，其余部位均由钢板组成。借助侧板可将低压内缸的内局部成不同的抽汽腔室，使用撑杆将左右腔室有效别离，提高结构整体的强度。采取有限元计算对机组进行三维模拟仿真分析后最终明确低压内缸的设计结构：通过一块有孔的覆板将其与隔板内侧端部进行有效连接，使其成为一个封闭的四边形腔室。通过中分面法兰与螺栓的布设，提高汽缸的密封性。此外，低压内缸两端固定有排汽导流环，将其与外缸的锥形端壁相结合，使其形成一个排汽扩压通道，便于气体的输入与输出。3改造后效果通过对改造后的高压缸各项性能指标进行检测后得知，除高压缸效率与设计值存在一定出入外，其他各项指标均满足相关要求。一号机组热耗能降低了189.22kJ/kWh，供电煤耗降低了7.2g/kWh；二号机组整机热能损失降低了215.5kJ/kWh，供电煤耗降低了约8.26g/kWh。4结语综上所述，通过对汽轮机通流局部进行优化改进设计后，汽轮机不管是在热机能耗方面还是供电煤耗方面都较未改造之前的机组能耗显著降低，而且机组的运行效率也得到了明显提升。随着汽轮机技术的不断