国产超临界600MW汽轮机组低压缸抽汽超温治理

黄揆， 冯雪

（哈电集团现代制造服务产业有限责任公司，哈尔滨150046）

1 引 言

某电厂安装有哈尔滨汽轮机厂生产的超临界600MW汽轮发电机组。型号：CLN600-24.2/566/566，为超临界、一次中间再热、三缸、四排汽、凝汽式汽轮发电机组。机组运行至今，发现其漏汽较严重，导致5～8 段抽汽口蒸汽泄漏，抽汽温度超过设计值，其中5 段抽汽超温约40℃，6 段抽汽超温约70℃，7 段抽汽超温约110℃，8 段抽汽超温约50℃。本文在分析了机组抽汽超温原因的基础上，提出并实施了改造方案。

2 抽汽超温原因分析

经过分析，产生抽汽超温的原因有如下六点：

（1）由于结构的复杂性，低压缸在运行中存在较大的内部“不均匀”温度场，这容易导致低压缸中分面变形，低压进汽并没有经通流部分作功，而是直接漏入5～8 段抽汽夹层，使该处温度超过设计值。

（2）低压缸是一个焊点多而且复杂的焊接成型较大的设备，如果在焊接过程及去应力处理不到位，就会产生残余焊接应力，随着机组运行将易导致中分面变形，从而引起漏汽。

（3）低压隔板套中分面较厚，在运行中易变形，也可能会漏汽。

（4）低压隔板套和内缸的密封面，若接触不良，将导致漏汽。

（5）低压抽汽插管的密封不严，将导致漏汽。

（6）低压通流部分的汽封间隙不合理，易导致5～8 段抽汽漏汽。

3 改造方案

针对以上产生漏汽的原因，确定了以下处理方案。

3.1 低压隔板套（调、电）改造措施

（1）隔板套中分面增加把紧螺栓和密封键，使隔板套、低压内缸中分面处的漏汽量大大降低，从而改善5、6 抽温度过高问题。如图1 所示为改造后隔板模型。（2）将隔板套法兰螺栓材料改为20Cr1Mo1VTiB，抗松弛性能提高，这有利于增大剩余应力，从而保证密封性。

图1 改造后隔板模型

（3）隔板套轴向定位面处增加环形挡汽片。

（4）在隔板套上开一圈槽，用来放挡汽片。

（5）在低压内汽侧补焊环形法兰，然后开槽。

3.2 低压1 号内缸改造措施

图2 改造示意图

图3 工艺孔焊接示意图

（1）增大螺栓预紧力和增加法兰中分面密封键。

（2）将如图2 所示的原螺栓1、2、3的材料均改为20Cr1Mo1VTiB-Ⅳ，加工尺寸按原图加工，螺栓抗松弛性能提高，有利于增大剩余应力，从而保证密封性。

（3）减少如图2所示的双头螺栓4的长度，减小螺栓伸长量；将内六角螺母5 改为内六角罩螺母，减少螺栓自由长度和密封面，保证初应力。

（4）将工艺孔盖板焊牢，如图3 所示。

3.3 低压正反向1～6级隔板和叶顶汽封圈

图4 汽封齿改造图

将汽封齿由两齿改为三齿，如图4 所示。具体材质要求：1～4 级隔板汽封和1～6 级叶顶汽封两齿改三齿，材质为15CrMoA；5、6级隔板汽封两齿改三齿，材质为1Cr12Mo。

3.4 隔板套轴向定位面改造

隔板套轴向定位面处增加环形挡汽片，改进后漏入5、6 段抽腔室的。在隔板套上开一圈槽，用来放挡汽片；在低压内汽侧补焊环形法兰，然后开槽，如图5 所示。

图5 隔板套轴向改造图

3.5 抽汽插管的形式改造

对抽汽插管的密封形式进行改进，改为碟片形式。在自由状态时碟片形式抽汽插管内环的装配与进汽插管相配，碟片形式抽汽插管外环与内环间留有径向间隙，工作时内环与接管和外环槽端面依靠压差产生的径向力和轴向力贴紧，从而减少原结构的蒸汽泄漏。对1#内缸抽汽管活塞环槽进行堆焊后补充加工；对2#内缸5、6#抽汽管进行补充加工，改进后漏入5、6 段抽腔室的汽量大大减少，如图6 所示。

图6 抽汽插管改造后示意图

3.6 严格控制现场螺栓热紧程序，保证设计的螺栓伸长量

3.7 对低压缸汽封间隙进行调整

表1 改造前后抽汽温度对比表/℃

按照哈汽厂提供的新的通流间隙对低压缸动叶叶顶、隔板汽封间隙、端部汽封间隙进行调整。

4 改造后效果分析

改造前，低压缸5～8 段抽汽温度偏高，低压缸经过以上改造后，5～8 段抽汽温度偏高得到了明显改善，虽然抽汽温度仍略高于设计值，但已经较改造前有了很大的改观。

根据改造后热力试验报告计算，机组热耗降低了25.67kJ/kW·h，折合标煤0.87g/kW·h、年可节约标准煤约3400t，可见机组低压缸改造后的节能效果和经济效益都较改造前有了明显的改善。

5 结 语

机组通过低压缸改造后，解决了低压缸5～8 段抽汽口超温的问题，设备运行中存在的不安全隐患被消除，使机组的运行更加安全、可靠，并提高了机组的经济效益。

［1］ 靳智平.电厂汽轮机原理及系统［M］.北京：中国电力出版社，2006.

［2］ 李少华，姚亮，宋东辉，等.汽轮机缸效率和热耗值之间关系的分析研究［J］.黑龙江电力，2012（2）：89.

［3］ 刘海昌.600MW 火电机组低压缸抽汽超温治理［J］.黑龙江电力，2012（12）：470-474.

（编辑 明 涛）