600MW等级超临界汽轮机通流改造探析

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:杨宏伟
[导读] 摘要:600 MW 等级超临界汽轮机通流改造技术的快速发展主要是因为我国的能源结构,在不断的改革和深入。
        重庆松藻电力有限公司  重庆  401443
        摘要:600 MW 等级超临界汽轮机通流改造技术的快速发展主要是因为我国的能源结构,在不断的改革和深入。本文对多个厂家的600 MW 等级超临界汽轮机通流改造技术进行了分析和对比,并且在此基础上提出了一些意见建议,希望能够为通流改造技术的发展带来帮助。
        关键词:600MW等级;超临界;汽轮机;运行;通流改造;分析
        引言
        超临界600 MW机组在上世纪末就已经被引入我国,然后经过长时间的运用和吸收,现在已经基本掌握了各项技术,能够对其进行设计、制造、以及检修。超临界600 MW机组在引入我国时收到了相关技术和工艺的限制,所以导致其效率低、热耗率高等缺点,这对其经济性产生了严重的影响。
        1国内超临界汽轮机改造
        国内超临界汽轮机设计技术的发展和提升,依靠的是引进和优化。我国引进的第1台超临界汽轮机是在1992年,是在上海某电厂投入运行的,在经过很长时间的优化和吸收之后,在2005年我国首台超临界汽轮机投入运行。我国电力设备制造行业在不断的发展和进步,所以超临界机组在我国的发展状况比较好,新增了很多超临界机组的燃煤装机容量。据统计,在2017年底,我国已经投入运行的超临界机组大约480台。超能机器人机技术的发展,能够很好的推动汽轮机通流改造。随着国家对耗能减排的要求不断提升,需要及时的对超临界机组进行通流改造,并且要不断的对该项工作进行梳理和总结,这样能够很好的促进通流改造技术的发展。
        2 600 MW 等级超临界汽轮机改造技术特点
        2.1 高中压整体内缸
        通过对运行的机组进行观察,发现存在着一定的问题,其中比较常见的是汽轮机高压内缸变形、高压内缸与喷嘴室等静止部件配合面泄漏等。在进行通流改造时,要取消独立的喷嘴室,并且在高压内缸上焊接进气管,也可以对其密封体进行优化,上述方法都能够有效的减少结合面漏气。
        2.2 优化低压内缸
        在对机组进行改造之前,低压分缸的参数会比较高,所以它的排气口的温度梯度也会比较大,再加上本来的低压内缸结构存在问题,就会造成缸体变形以及抽汽超温等现象。在对汽轮机进行改造时,为了保证温度梯度均匀,S厂使用了新型整体式单层来斜撑低压内缸,在对腔室进行封闭时,会使用新型平行四边形。D厂则在低压缸上焊接了进汽结构,这样很好的,避免了蒸汽泄漏问题的出现,并且在中封面上,取消了整体法兰结构,这样就很好的避免了热应力以及变形情况。A厂则通过加大螺栓尺寸的方法,来解决漏气问题。
        2.3 优化高压调节级
        高压调节级在运行过程中比较复杂,它做的功比较多,其的工作效率直接影响着机组的经济性。目前已经投入运行的超临界机组大多存在着通流问题以及调节级单级焓降大、效率低等问题。所以在进行通流改造时,要重视优化和调整热力部分,并且要采取措施增加通流技术、调节通流面积、保证高压缸效率提升。
        2.4 优化进排汽结构
        进排气流程以及通流的均匀性受结构型线的差异影响,所以也会对汽轮机的性能造成一定的影响。所以要想提高汽轮机经济性,那么要对进排气部分进行改善和优化。在对进汽机构以及汽腔室型线进行优化时,一般情况下会使用窝壳进汽,以及三段渐缩进汽等技术,使用该技术能够很好的保证排汽部分的流畅,并且能够把损失降到最低,从而提升缸的效率。
        3 各制造厂通流改造方案
        在对临界汽轮机进行通流改造时,各制造厂所采用的方式不同,这主要是因为其技术路线不同,所以在对通流部分以及进排气部分等进行改造时,都会使用不同的方案。


        3.1 S 制造厂方案
        s制造厂首先在设计理念上进行了改造,采用小直径、多级数的方式,这样能够有效的增加通流级数。在对动静叶片进行设计时使用弯扭马刀型叶片,然后对反动度进行优化。在对级动叶进行调节时使用三叉三销三联体叶片,该叶片是自带围带的。如果是整体围带叶片,那么要对其进行切削。在此过程中使用到的叶根是t型叶根。原来的高、中、低压内缸等部件要进行合并,从而形成一个新的整体内缸。在对喷嘴结构进行设计时,使用滑入式,这对蒸汽式型线起到一定的优化作用。低压内缸抽气室要进行封闭,在此过程中要使用新型平行四边形。在布置隔板时,是径向斜向布置的。近期结构使用的是三段渐缩低压。对中分面的螺栓作用水平进行减弱,这样能够很好的减小缸体变形,并且要在该处增加密封件。
        3.2 D 制造厂方案
        D厂的设计理念是,多级数、低根径,并且对通流级数进行优化和改进。叶片采用的是弯扭全马刀型,并且要对整体进行围带。在对级动叶进行调节时,使用的叶片是四叉三销三联体叶片,同样要进行围带,并且是双层铆接围带。对叶片进行优化,使其强度增高,并且要减小二次流损失。在对动叶根部的通道涡进行降低时,使用的是边界层抽吸技术。高、中、低压缸所采用的叶根分别为菌型叶根、纵树型叶根、菌型叶根和叉形叶根。内缸是整体的,并且取消了独立的喷嘴室,把进汽室与内缸作为一个整体,然后在高压内缸上焊接进汽管。对进汽部分结构和腔室型线进行优化。在对中压隔板进行设计时,采用的是双支点设计,不使用加强筋,并且也不存在中压冷却系统。对进汽腔室型线进行优化,在低压缸上焊接进汽部分结构。
        4 汽轮机通流改造效果
        4.1 改造后机组经济性
        很多制造厂商在2012年以后,陆续对超临界汽轮机进行了通流改造,经过改造之后,总体情况有了好转,并且机组的经济性能有了很大的提升,各项指标也都满足了国家相应的节能减排要求。
        4.2 改造后机组安全可靠性
        内缸变形、气阀调节阀问题、断裂等问题,在经过通流改造之后,都得到了改善和解决。事先存在着抽汽温度比设计值高的情况,在经过通流改造之后,也得到了改善,并且有一部分机组在改造之后,抽汽温度比设计值要低,或者是接近设计值,这很好的保障了机组的运行安全,并且也增强了机组运行的可靠性。
        结束语
        我国对600 MW 等级超临界汽轮机通流部分进行改造的相关技术在不断的改进和完善,并且逐渐趋于成熟,这很好的保证了汽轮机处的经济性能,并且在运行过程中更加的安全可靠,不仅能够给企业带来经济效益,还能够给社会带来一定的效益,从而促进社会经济的不断发展,所以这项技改项目是值得有关部门进行应用和推广的。
        参考文献:
        [1]张继红,杜文斌,赵杰,等.600MW等级超临界汽轮机通流改造综述[J].热力发电,2019,48(2):1-8.DOI:10.19666/j.rlfd.201808192.
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        [5]哈尔滨汽轮机厂有限责任公司.超临界600MW等级汽轮机:CN201821954218.0[P].2019-09-06.
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