淮北发电厂200MW汽轮机三缸全优化增容改造

北极星电力网技术频道作者:佚名 2008/6/20 9:24:06

关键词: 200MW 汽轮机

文章标题：淮北发电厂200mw汽轮机三缸全优化增容改造

淮北发电厂李先良

[摘要]：
　　由于当前国内200mw汽轮机的运行经济性较差，本文根据目前先进的汽轮机设计技术，结合我厂#5汽轮机的实际状况，提出了三缸全优化增容改造的必要性和改造方案。针对在施工过程中和启动调试阶段所出现的问题，本文分析了问题出现的原因，提出了处理措施。根据费用决算报告和热力试验数据，分析了改造工作所产生的经济效益、社会效益、环保效益，对工作进行了全面的总结。

1．改造目的
　　淮北发电厂5号汽轮机是东方汽轮机厂生产的n200-12.7/535/535型超高压、中间再热、三缸三排汽、冷凝式汽轮机，出厂编号为d05-78-6。机组于一九八一年十二月投产发电。
由于该类型机组采用的是40年代设计技术，整机设计完成于60年代初期，所以经济性大大落后于同类型机组的世界先进水平。这不仅造成能源的大量浪费，而且增加了对环境的污染。因此，采用目前先进的汽轮机技术对200mw汽轮机进行三缸全优化增容改造是十分必要的，对节省能源和保护环境都有重大意义。通过改造不仅可以提高机组效率，降低热耗，还能适当延长机组总的服役期。
2．改造技术内容
2．1高压部分
　　调节级喷嘴采用子午面收缩，动叶采用新叶型。第2～12级静叶采用新层流叶型，出汽边厚度较薄，δ=0.38mm。第2～5级静叶采用分流叶栅，第6～12级采用弯曲静叶。第2～9级动叶采用新扭曲叶片，沉头铆钉围带，多齿叶顶径向汽封。
2．2中压部分
　　第13～22级静叶采用小型损层流叶型，出汽边厚度δ=0.38mm。第13级隔板静叶采用大刚度叶片，第14～19级隔板静叶采用分流叶栅，第20～22级隔板静叶采用变弦长扭曲叶片。
第13～19级动叶采用沉头铆接围带，多齿叶顶径向汽封。第20～22级动叶采用自带冠斜叶顶，形成光滑子午流道，并采用多齿叶顶径向汽封。取消第17、18和22级动叶中的拉筋。
2．3低压部分
　　提高第1～2级根径，使第1～5级采用等根径，改善u/co。第1～4级静叶采用薄出汽边技术，第1～2级静叶采用可控涡设计的低型损层流叶型，第3～4级静叶采用型损较低的层流叶型hq-4型。第1～4级隔板均采用焊接隔板。末级以引进技术高效型线进行模化设计，静叶采用斜置技术。
第1～4级动叶采用性能优良的加宽叶型，降低蒸汽弯应力，提高动强度。第1～4级动叶采用自带冠斜叶顶，多齿叶顶径向汽封。末级动叶片采用拱型围带，形成光滑子午流道。
3．改造方案
　　高压转子采用东方汽轮机厂制作的成品新转子一套，中、低压转子采用#6机改造后的旧中、低压主轴制成的改造转子各一套（包括带平衡槽的旧接长轴、旧靠背轮等）。
以下部件采用新设计方案制造：高压喷嘴组，高压全部隔板共11级及隔板汽封，高压后汽封#1汽封体；中压全部隔板共10级及隔板汽封，#2隔板套；低压分流环，#6、#7隔板套，低压全部隔板（正、反5级）共15级（含中压缸低压部分正向5级隔板），所有隔板汽封。
4．技术经济指标
　　额定功率：220mw
　　额定条件下热耗：1945kcal/kw.h
　　额定条件下流量：634t/h
　　高压缸效率：≥85
　　中压缸效率：≥92.5
　　低压缸效率：≥87.5
　　改造后无煤耗功率增加13310kw，有煤耗功率增加8360kw。
5．改造技术总结
　　1998年9月20日至12月31日，淮北发电厂在#5机大修期间进行了200mw汽轮机三缸全优化增容改造。
5.1安装情况
　　根据东方汽轮机厂《n200-12.7/535/535型凝汽式汽轮机通流部分改造主机证明书》提供的标准,淮北发电厂组织人员进行安装。各部套间隙值经调整后，由双方共同进行验收。由于制造厂设计及部套加工不周全，致使现场补充加工量很大，给总工期造成一定影响，补充加工方案由东方汽轮机厂确认。
　　在装配过程中出现的问题及处理措施：
　　5．1．1高压部分
　　①高压#3后轴封套轴向位置相差约3mm，将该轴封套法兰结合面轴向车削3mm。
　　②下喷嘴弧密封键间隙超标（东汽厂装配），重新装配。
　　③高压隔板轴向阻汽片轴向长度影响盖上缸（设计不合理），现场就地车削2～4mm。
　　④第10～12级隔板通流间隙偏小，将进汽侧车削0.5mm。
　　⑤高压前轴封内一档漏汽至高排新管道（在内外缸夹层），因新轴封套未预留接口，将此管道取消。
　　⑥高压后轴封套三个回汽口原配置腰形法兰，由于所处位置狭窄，拆装困难，现改为焊接。
5．1．2中压部分
　　①中压#2、#3前轴封套相邻边重叠约1.5mm，将#3套重叠部分车削2mm。
　　②#5隔板套内两级隔板通流间隙偏大，将隔板套凸缘进汽侧车削8mm、出汽侧补焊。
　　③为调整中压缸通流间隙，将推力轴承后调整环减薄，前调整环加厚，中压转子向机头移0.60mm。
5．1．3低压部分
　　①第27级（中压转子低压末级）、第32级（低压转子正向末级）、第37级（低压转子反向末级）隔板径向汽封体端面影响盖缸（缸体变形），轴向车削10～20mm。
　　②为便于末级叶轮加平衡块，在低压缸（甲、乙、丙三台）末级叶轮轴向所对壳体轴封隔离套（喇叭套）的下方使用割炬开手孔200x400mm2。
5．1．4转子弯曲度
　　高压转子0.04mm，位于第2、3级叶轮之间;
　　中压转子0.03mm，位于第16级叶轮前后;
　　低压转子0.035mm。
5．1．5配置对轮之间垫片厚度：
　　高中对轮之间垫片21.97mm；
　　中低对轮之间垫片12.30mm；
5．2启动情况
　　机组安装后，于1999年元月1日第一次启动。由于制造厂在现场施工中未制定严格的施工工艺，将高、中联轴器和汽、发联轴器的螺孔铰斜。高、中联轴器和汽、发联轴器连接以后联轴器外圆跳动值偏大（>0.16mm），致使机组启动后振动超标，仅采用高速动平衡法已无法消除，迫使机组在振动超标情况下维持运行。另外，由于东方汽轮机厂提供的危急遮断器动作转速不准确，致使多次启停机以调整危急遮断器动作转速。机组于元月12日正式并网运行，其间启停机十余次。
　　99年2月10日至2月20日，利用节日临检机会，东方汽轮机厂对汽、发联轴器再次铰孔，但因工艺问题，斜孔无法铰直，机组振动依然超标。
　　99年9月1日至9月13日，利用机组小修机会，东方汽轮机厂采用精度较高的镗孔机对汽、发联轴器再次铰孔，并将螺孔端面刮平。汽、发联轴器连接后，外圆跳动值0.06mm。机组启动后，各轴承振动合格。考虑到高中压缸汽封间隙不好调整，且高、中联轴器之间半侧加装垫片后，联轴器外圆跳动值及启动后#1~#3轴承振动情况较好，故此次未对高、中联轴器进行处理。
6．效益分析
　　淮北发电厂#5汽轮机三缸全优化增容改造后，三缸效率及热耗率均达到设计指标。改造后经济性达到了目前国内同类型机组的先进水平。改造后，机组出力增加，具有明显的经济效益、社会效益和环保效益。
6．1经济效益：
　　改造后，高压缸效率提高至85.26，中压缸效率提高至92.48，低压缸效率提高至88.10。机组热耗率由改造前的8847kj/kw·h，降低到改造后的8131kj/kw·h，机组热耗率降低716kj/kw·h。机组额定出力由200mw增至220mw。以机组负荷率75计算，可节约标煤28195.7t/台·年，以每吨标煤265元计算，可获得经济效益747.19万元/台·年。以增容改造总费用2496万元计算，约三年零四个月即可收回全部投资。具有明显的经济效益。
6．2社会效益：
　　改造后，机组额定出力由200mw增至220mw，增强了机组的调峰能力，提高了电网的安全性和可靠性。通过改造，机组的主要部件可延长约15年使用寿命。由于改造设计采用了叶片强度设计方法、大刚度宽叶片等措施，机组的安全性能大大提高。
6．3环保效益：
　　由于机组效率的提高，在同一负荷下燃煤量减少，so2和烟尘的排放量相应地大大降低，可有效地减轻对环境的污染，其环保效益显著。

参考书目：
　　1．《20万千瓦汽轮机的结构》---哈尔滨汽轮机厂，1992.7。
　　2．《国产三排汽200mw汽轮机通流现代化改造介绍》---东方汽轮机厂，1997。

来源：电气商情网

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