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????? 沙角A 電廠200MW 汽輪機(jī)低壓缸通流改造

????? 摘要：沙角A 電廠200MW1號(hào)國(guó)產(chǎn)三排汽汽輪機(jī)，與現(xiàn)代汽輪機(jī)相比，性能
已相當(dāng)落后，嚴(yán)重影響了電廠的“創(chuàng)一流”達(dá)標(biāo)，必須對(duì)其通流部分進(jìn)行改造來(lái)
提高機(jī)組效率、出力及降低能耗。為此，介紹了1 號(hào)機(jī)汽輪機(jī)低壓缸通流部分改
造的方案，改造過(guò)程中遇到的問(wèn)題和對(duì)策，改造效果及一些經(jīng)驗(yàn)性的建議。

????? 關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)低壓缸改造對(duì)策效果看法國(guó)產(chǎn)三排汽200MW 汽輪機(jī)由
于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平與制造水平的限制，其性能已落后。目前，對(duì)國(guó)產(chǎn)200MW 汽輪機(jī)
實(shí)施通流改造來(lái)提高機(jī)組效率、出力及降低能耗，已成為主流發(fā)展方向。1998年
12月～1999年2 月，在沙角A 電廠1 機(jī)大修期間，對(duì)汽輪機(jī)的低壓缸通流部分進(jìn)
行了改造，改造工期共用了69d ，比原計(jì)劃提前了16d 完成，改造達(dá)到了預(yù)期目
的，取得了明顯的效益。

????? 1.改造方案1.1 隔板改造低壓5 級(jí)隔板全部重新設(shè)計(jì)，更換新型產(chǎn)品。
低壓1~5 級(jí)隔板采用焊接隔板，靜葉采用全三維彎曲造型，低壓1~4 級(jí)葉身與兩
端圍帶鑄為一體，加強(qiáng)了隔板的剛性。

????? 1.2 動(dòng)葉片改造低壓1~4 級(jí)動(dòng)葉更換為新型線產(chǎn)品，動(dòng)葉自帶圍帶，
汽道做成斜面，汽封齒數(shù)增加，取消原拉筋調(diào)頻，動(dòng)葉頂部取消鉚接，減少應(yīng)力
集中，利于安全運(yùn)行。末級(jí)動(dòng)葉采用三元流可控渦手法設(shè)計(jì)，出汽邊高度為668mm
，葉頂采用自帶圍帶整圈連接結(jié)構(gòu)，圍帶內(nèi)斜外平。

????? 1.3 重新設(shè)計(jì)幾個(gè)項(xiàng)目分流環(huán)重新設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)更加合理；第23~37
級(jí)葉輪重新設(shè)計(jì)；低壓部分的三個(gè)隔板套重新設(shè)計(jì)。改造后中、低壓轉(zhuǎn)子均需做
高速動(dòng)平衡試驗(yàn)。

????? 2.改造前性能試驗(yàn)大修前，為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)機(jī)組改造后的經(jīng)濟(jì)性及效果，
對(duì)改造需要消除的缺陷及要完善的項(xiàng)目提供正確的方向，特請(qǐng)廣東省電力試驗(yàn)研
究所對(duì)#1機(jī)組進(jìn)行大修前熱效率試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1 所示。

????? 表11號(hào)機(jī)熱效率試驗(yàn)結(jié)果

????? 3.問(wèn)題及對(duì)策3.1 轉(zhuǎn)子跳動(dòng)量大的問(wèn)題大修解體后，低壓轉(zhuǎn)子與中壓
轉(zhuǎn)子聯(lián)接的短軸最大跳動(dòng)為0.23mm，靠背輪瓢偏值為0.08mm. 在轉(zhuǎn)子返廠更換葉
輪及葉片的同時(shí)進(jìn)行處理，瓢偏修正到0.02mm，最大跳動(dòng)量修正到0.06mm. 
3.2 新隔板中心問(wèn)題中、低壓缸隔板更換后，在以中壓缸前汽封洼渦和低壓
缸后汽封洼渦為基準(zhǔn)拉鋼絲進(jìn)行中心調(diào)整時(shí)，發(fā)現(xiàn)中壓缸后汽封洼渦向左側(cè)偏移
1.12mm，低壓缸前汽封洼渦向左側(cè)偏移0.33mm. 中、低壓缸洼渦中心線不在同一
軸線上，這樣便存在著隔板調(diào)整應(yīng)該以什么作為中心基準(zhǔn)的問(wèn)題。中、低壓缸洼
渦中心不一致的原因是什么呢？可能在安裝時(shí)便存在，也可能是汽缸變形或在運(yùn)
行中受管道的推拉應(yīng)力引起。為此對(duì)中、低壓缸滑銷系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異
常情況。

????? 中、低壓缸中心不一致對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行是否有不良影響呢？經(jīng)查閱該
機(jī)組運(yùn)行歷史記錄，未發(fā)現(xiàn)異常情況。認(rèn)真研究汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)，汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)
主要保證動(dòng)靜部分的間隙符合要求，轉(zhuǎn)子中心與隔板和汽封中心一致，即使汽缸
中心有少量偏移對(duì)安全運(yùn)行沒(méi)有不良影響。當(dāng)然三缸中心與轉(zhuǎn)子一致最為理想，
在現(xiàn)有條件下要達(dá)到這一理想狀況看來(lái)不現(xiàn)實(shí)且無(wú)必要，故決定新隔板安裝以轉(zhuǎn)
子中心作為基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整。隔板暫不進(jìn)行找中心工作，待轉(zhuǎn)子從哈爾濱汽輪機(jī)廠回
來(lái)后，先進(jìn)行軸系中心調(diào)整，然后以軸系（轉(zhuǎn)子）為基準(zhǔn)分別找正各級(jí)新隔板、
隔板套等，使隔板、隔板套中心和轉(zhuǎn)子中心一致，但把隔板套調(diào)整工作放在軸系
找中心后進(jìn)行，使大修后期工作較緊張。

????? 3.3 低壓轉(zhuǎn)子重新定位問(wèn)題低壓缸通流改造后，通流間隙須重新
定位，低壓轉(zhuǎn)子相對(duì)原來(lái)位置往發(fā)電機(jī)方向移動(dòng)了1.87mm；同樣發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也向
勵(lì)磁機(jī)方向移動(dòng)1.87mm. 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子移動(dòng)將改變轉(zhuǎn)子與定子的磁場(chǎng)中心，磁場(chǎng)中
心改變后是否會(huì)引起轉(zhuǎn)子竄動(dòng)或振動(dòng)？經(jīng)電氣維修和汽機(jī)維修專業(yè)認(rèn)真研究，認(rèn)
為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子移動(dòng)1.87mm，磁場(chǎng)變化很小，不會(huì)引起不良后果，不過(guò)開(kāi)機(jī)后要注
意觀察推力瓦溫度是否正常。

????? 低壓轉(zhuǎn)子向發(fā)電機(jī)方向移動(dòng)1.87mm后，則其與中壓轉(zhuǎn)子連接短軸的墊
片也重新加工相應(yīng)加厚。

????? 3.4 汽封間隙過(guò)大的問(wèn)題試裝時(shí)發(fā)現(xiàn)隔板汽封及中、低壓缸軸封
間隙過(guò)大，頂部間隙大部分超過(guò)1.80mm（設(shè)計(jì)值0.65~0.95mm ）。隔板間隙過(guò)大
造成大量蒸汽直接從間隙中流過(guò)，降低機(jī)組效率，中壓缸后軸封及低壓缸軸封間
隙過(guò)大，會(huì)漏入空氣降低真空直接影響機(jī)組效率。為配合本次通流改造，特設(shè)計(jì)
了一系列專用工具進(jìn)行大量加工汽封圈，見(jiàn)下圖所示。

????? 4 改造效果改造投運(yùn)后，1999年3 月8 日～25日，由廣東省電力
試驗(yàn)研究所、西安熱工研究所、哈爾濱汽輪機(jī)廠、北京三維公司對(duì)1 機(jī)進(jìn)行了熱
力性能鑒定考核試驗(yàn)，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)依照美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)《汽輪機(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程
》（ASMEPT6.0 －1976）。大修前，低壓缸效率為79.43 ％，改造后為87.53 ％，
達(dá)到合同保證值87％的要求。改造前為8888.6kJ/kW.h ，改造后，熱耗值為8522.95kJ/kW.h，
節(jié)約煤約12g/KWh ，其中約8g/kWh歸功于低壓缸改造，另外4g/kWh歸功于高壓加
熱器改造及其他。機(jī)組在三閥點(diǎn)試驗(yàn)工況時(shí)的功率，經(jīng)系統(tǒng)修正和參數(shù)修正計(jì)算
后為208.226MW ，與大修前設(shè)計(jì)出力相比，相同的主蒸汽流量機(jī)組出力提高5.626MW，
達(dá)到了改造后不增加流量而提高出力的目的。可見(jiàn)，汽輪機(jī)通流部分改造是個(gè)見(jiàn)
效快、經(jīng)濟(jì)效益好的項(xiàng)目，為我廠創(chuàng)建一流發(fā)電廠打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

????? 5 分析與建議以下對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析并就改造工作及汽
輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性提出粗淺的一些建議。

????? a ）新隔板找中心的問(wèn)題使我們改造工作十分被動(dòng)，但我們?cè)诠ぷ髦?BR>找對(duì)了方法。以后如果進(jìn)行改造，不管是三缸全改或只改低壓缸，在揭缸后，轉(zhuǎn)
子返廠前先進(jìn)行軸系找中心工作，軸系找中后，以軸系（轉(zhuǎn)子）為中心基準(zhǔn)測(cè)量
各隔板、隔板套等的位置。改造時(shí)，在轉(zhuǎn)子未返廠時(shí)便可通過(guò)拉鋼絲或用假軸方
法，按預(yù)先測(cè)量值來(lái)確定隔板、隔板套等的位置，使工作更主動(dòng)、爭(zhēng)取更多的時(shí)
間。

????? b ）大修后高壓缸效率為77.81%，中壓缸效率89.51%，低壓缸效率為
87.53%，與國(guó)外同類型機(jī)組相比，高壓缸約低10～11% ，中壓缸約低2~3%，低壓
缸約低3~4%. 由此可見(jiàn)，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性在高中壓缸方面仍有很大的潛能，建議
以后進(jìn)行三缸全改的方案。

????? c ）主汽門和調(diào)節(jié)汽門節(jié)流損失在200MW 工況時(shí)約5 ～18％。由于采
用凸輪配汽機(jī)構(gòu)，其特性曲線只能做得比較平坦，因此，閥門之間重疊度大，一
般在40～50％，這樣高壓進(jìn)汽因節(jié)流損失大造成高壓缸效率低，所以建議制造廠
在制定通流改造方案時(shí)，將主汽門、調(diào)節(jié)汽門型線以及其它降低其壓損的措施一
起給予考慮，或采用計(jì)算機(jī)控制每個(gè)閥門，即將調(diào)節(jié)系統(tǒng)由液壓調(diào)節(jié)改為數(shù)字電
液調(diào)節(jié)。由計(jì)算機(jī)控制閥門特性曲線就相當(dāng)容易做，可以做得很陡，大大地減低
各調(diào)節(jié)汽門之間的重疊度，一般只在2 ～3 ％。這樣節(jié)流損失大大地減少了，高
壓缸效率也提高了。

????? 6 結(jié)束語(yǔ)本次低壓缸通流改造是成功，效率也是明顯的，要使整
個(gè)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性更上一個(gè)水平，還有許多項(xiàng)目要完善。