MW汽轮机通流部分改造

PAGE9-论文N55—8。83/535型汽轮机通流部分改造作者：王怀欣,郭宏武，卢宏源单位:郑州中岳电力有限公司55MW汽轮机通流部分技术改造王怀欣,郭宏武，卢宏源(郑州中岳电力有限公司，河南郑州452477)摘要：针对55MW汽轮机组原来设计、制造技术落后、实际运行效率低、煤耗高的现状，为实现节能减排的目标,采纳先进的全三维技术对其通流部分进行改造升级和汽缸打孔抽汽，消除了设备隐患，提高了机组运行的经济性和平安性,增强了机组的调峰能力,节能降耗效果显著。关键词:汽轮机；通流部分；改造；打孔抽汽Abstract：55MWgasturbinetechnologybehindtheoriginaldesign,fabricationarebackwardintechnique,theactualoperatingefficiencyislow，thestatusofhighcoalconsumption，inordertoachievetheemissions—reductiontargets，usingadvancedtechnologytoitsfullthree-dimensionalflowsectionhasbeentransformedtoupgradeandpunchextraction，toeliminatehiddendangersoftheequipmenttoimprovethesecurityandpeakingcapacity，energy—savingeffectisremarkable。Keyword：steamturbine;steamflowpath;transformation；perforatedextraction一、概述郑州中岳电力有限公司#4汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂生产，型号为N55—8。83/535凝汽冲动式汽轮机，采纳20世纪90年月技术设计制造,于1995年12月投产。此台机组原设计热耗率为9448kJ/（kW·h）,但是受当时制造水平的限制，实际运行热耗始终达不到设计值，后来在大修中进行过多次改进和维护，也没有大的好转.依据#4汽轮机2007年做的热力试验报告，热耗率达到9949kJ/(kW·h）。为了提高机组的热效率，达到节能减排的目的。该厂经过多方考察和论证最终采纳"北京全三维动力工程有限公司"的先进技术，投资1500万元对＃4汽轮机进行了通流部分改造和打孔抽汽改造.改造后机组额定出力能增加5MW，煤耗有较大幅度降低，同时，为了响应国家政策和本地实际需要，对汽缸进行了打孔抽汽供热，使机组具有灵敏的热电联供性能。总之通过改造能使机组的经济性、平安性和调峰能力都得到提高。二、改造的原则和目的2.1改造平安牢靠性第一，采纳的改造技术牢靠，结构部件平安牢靠。设计、制造、检验符合现行的行业新机出厂标准要求。2。2机组改造后，改造范围内的设备寿命至少应不低于30年，而且对改造范围以外的设备寿命无不良影响。2。3把纯凝汽式汽轮机改为热电联产机组,改后型号为C55-8.83/（1.1）,负荷在55MW时，抽汽压力1。2MPa，抽汽量35T/h,热电比达到54.5%。三、改造采纳的主要先进技术3。1新一代“后加载”高效静叶型新一代“后加载"高效静叶型（见图1)的突出特点是：3.1。1叶片表面最大气动负荷在叶栅流道的后部（传统叶片则在前部）。3.1。2吸力面、压力面均由高阶连续光滑曲线（不是圆弧）构成。3.1。3叶片前缘小圆半径较小且具有更好的流线外形，在来流方向(攻角）大范围变化时仍能保持叶栅低损失特性。3。1.4叶片尾缘小圆半径较小,削减尾缘损失。3。1。5叶型最大厚度增大增强了叶片刚性。图1：新叶型老叶型“后加载”系列叶型在理论分析和实验验证上均表明其效率大大高于传统叶型。图2、3是新、老叶型及其表面速度分布的比较，“后加载”图2前加载叶型和后加载叶型的马赫数分布图叶型在来流方向±30°的变化范围内都可保持低损失,而老叶型的这一范围约为±20°，改造后通流部分在负荷（即流量）变化范围较大时仍有较高的效率，这就增强了机组的调峰能力。图3后加载(鱼头)叶型与老叶型攻角特性比3.2弯扭联合全三维成型静叶栅弯扭联合全三维成型静叶栅（俗称马刀型叶栅），是第三代汽轮机先进技术的集中体现,世界各国的大量理论与实践都证明采纳这一技术可使汽轮机级的效率提高1。5~2％。图4是适用于高、中压缸的两端弯曲加扭转的叶片，图5适用于低压缸末级的根部弯曲、顶部不弯曲(或少许弯曲）、图4高、中压通流部分弯扭静叶片图5低压缸末级、次末级弯扭静叶片变截面扭转叶片，计算和实验证明弯扭叶栅总损失比传统直（扭）叶栅下降25%甚至更多。3。3高压隔板分流静叶栅高压静叶原来为窄叶片加强筋结构（见图6）,由于加强筋的型线与叶型不匹配，又缺乏严格的工艺要求，加强筋加工粗糙且加强筋与叶型通常不能对齐，造成静叶栅损失大大增加。本次改造采纳分流叶栅,可使叶栅损失大幅度降低.机械部上海成套所和电力部西安热工讨论院对分流叶栅曾进行过简略的实验讨论，高压级采纳分流叶栅可使缸效率提高4％以上。图6加强筋叶栅分流叶栅3.4调节级子午面收缩静叶栅子午面收缩静叶栅（见图7）主要优点是降低静叶栅通道前段的负荷，削减叶栅的二次流损失。对于调节级静叶栅，由于其相对叶高很短（一般L/b≤0.4）,二次流损失占叶栅总损失比例很大,因此在调节级中使用子午面收缩静叶栅的效果格外好，这对提高高压缸效率十分重要,经计算和实验验证可使调节级效率提高1.7％。图7调节级子午面收缩静叶栅示意图3.5动叶自带围带整圈联接原来的叶片顶部的围带是采纳铆接方式，这次改造把动叶顶部围带与叶片做成一个整体,通过预扭装配使动叶片形成整圈联接（见图8)。这种结构的动叶片振动应力小、不存在铆接造成的应力集中，运行十分平安牢靠。图8：动叶片铆接围带自带围带3。6通流子午面光顺动叶片的自带围带内侧通常按流道外形设计成圆锥面，相应地，动叶片根部及相邻静叶片根部与顶部也设计成圆锥面，于是通流部分子午面十分光顺,如图8所示。而原来的通流子午面都呈现明显的阶梯状。显然，新改造光顺的子午面具有更好的流淌效率.3。7增加汽封齿数新改造的自带围带动叶片的顶部外圆设置多个汽封齿（参见图8），从而大大削减了叶顶的漏汽损失。3.8取消拉筋由于自带围带整圈联接动叶片具有优良的抗振动性能，取消了原来用于调频的拉筋，从而避开了拉筋造成的绕流阻力和损失。通常取消一条拉筋可使级效率提高1%.四改造后经济性改造后机组于2008年5月并网发电,机组运行情况良好，可在56MW负荷下连续运行,抽汽量20T/h，各项参数掌握在允许范围内，各轴承的垂直振动值均在0。025mm以内。2008年7月由河南电力试验讨论院依据美国机械工程师学会ANSI/ASMEPTC6.0—1976《汽轮机性能试验法规》的规定，对#4汽轮机改造后的热力特性进行了试验。在额定工况下（3VWO)汽轮机通流部分效率提高到89.3%，经过修正后热耗率平均值为9085KJ/(KW·h），比改造前下降了约864KJ/(KW·h)，热效率提高了8.68％，折合标准煤可降低约30g/(KW·h）.如果机组按年运行6000h计算，每年可节省标准煤约9900吨，标准煤600元/吨,每年折合人民币约594万元，同时能削减近55吨SO2的排放量。抽汽供热量20T/h，每年供热2000h，每吨汽的利润按15元计算，每年可收益60万元.此两项每年可实现利润达654万元。五结论郑州中岳电力有限公司＃4汽轮机通流部分改造达到了预期目的，不但解决了机组本身的缺陷，更重要是达到了节能降耗、减排增效的目的，同时进行了供热改造，改善了当地的生活条件,也解决了工业用汽的困难,淘汰了一批小锅炉。为同类型机组改造升级总结了阅历，也为小机组的生存和进展进行了有益的尝试。作者简介：王怀欣，男,汉族,1975年2月诞生，中共党员，助理工程师，大专文化，郑州中岳电力有限公司检修部经理，主要负责火力发电厂机组维护、设备大小修、和节能调度等工作。重点讨论汽轮机的运行、维护和技术改造.2001年参加制定了N55—8。83/535型汽轮机高压缸严重裂纹的处理，效果明显。2003年针对汽轮机真空严密性试验合格而真空提不上去、循环水温高的现象,对风塔填料进行改造，改造后机组真空平均提高3.78％,可节标煤16克g/kw.h。2005年通过分析计算，针对高速弹簧片式汽轮机调速系统负荷波动大，速度变动率低现象，对反馈滑阀反馈油口进行扩宽0。5mm后，效果良好。郭宏武，男，汉族，1969年5月诞生，大专学历，中共党员，工程师职称,郑州中岳电力有限公司副总经理。任职期间主持了公司＃1、2锅炉的酸洗及镀膜，解决了锅炉炉管的爆管问题,完成了＃3发电机转子线圈的酸洗及镀膜，带领技术人员研制和实施了＃3、4发电机冷却水加BTA处理，2004年主持完成公司废水回收利用“零排放”工程，2006年负责成功完成了公司的＃3、4炉烟气脱硫改造项目.卢宏源，男，汉族,1968年8月诞生