1.5 MW 汽轮机通流部分技术改造

李岩松 杨东

（国华能源发展（天津）有限公司 天津 300457）

国华能源发展（天津）有限公司是滨海能源股份有限公司的全资子公司,是开发区主力热源厂之一，成立于1993年,公司发电设备装机如表1。

表1 发电设备装机情况

国华公司以“创新优化处理，精致安排”为企业管理理念，以“安全、稳定、环保、节能”的生产管理重心。以热点联产生产模式，为区域用户提供优质、高效、稳定的热、电产品和服务。积极主动的适合滨海新区跨越式发展步伐。

国华公司进行技术改造的#3汽轮机是由杭州汽轮机厂生产，型号为B1-3.5/1.3双列复速级带齿轮箱背压式汽轮机，采用20世纪90年代技术设计制造，于1995年12月投产。此台机组原设计额定转速汽耗24.53kg/kW·h但是受当时外界负荷需求低，设计背压没能考虑到负荷增长对机组的影响等因素的限制，实际运行效率一直达不到设计值。

1 改造的原则和目的

1.1 机组通流部分改造的技术原则

（1）安全可靠性第一，消除原机组的薄弱环节及不安全因素，提高机组的可用率；（2）采用汽轮机通流部分改造技术，节能降耗，以提高汽缸效率，增加机组无煤耗出力为主要目标；（3）现有的热力系统（包括汽水系统、汽封系统、排气汽口位置）不变；（4）机组基础不动，基础负荷的变化不得超过基础原设计负荷；（5）前轴承座、后轴承座位置不变，汽缸的支承方式不变；（6）转子与发电机及主油泵的联接方式和位置不变；（7）在额定工况下，排气压力由1.27Mpa改为1.49Mpa,其它的参数基本不变；（8）3#汽轮机机做组为热电联产机组，改后发电负荷在1.5MW 时，排汽压力1.5MPa，进汽量45T/h。

2 改造前机组存在问题:

2.1 网压高于设计排气压力造成进、排汽焓降减少；（设计排气1.17 Mpa～1.27Mpa实际1.33 Mpa～1.35Mpa）

2.2 汽机动静间距发生变化；（叶轮和大轴之间套装松动，造成动静摩擦。已进行了两次点焊修复）动静错位3.5mm，我们被迫采取调整了轴向位移及推动轴承位置的措施。

2.3 汽机效率下降。3#机带满负荷运行平均发电能力仅为950kW·h，热效率损失较大影响发电收益。

3 改造方案的制定

3.1 机组资料

机组代号：T0671

机组型号：B1.5-3.43/1.27

制造商：杭州汽轮机股份有限公司

3.2 改造参数

表2 设备改造参数

3.3 项目改造方案

3.3.1 对主汽门进行改造，阀座通径由100mm扩至120mm

3.3.2 更换喷嘴组（1）汽道数由30个增加到36个；（2）调节汽阀4阀DN40改为DN50；（3）原来控制3只喷嘴改为控制9只；（4）叶片型线：25TC-26；（5）弧长：41.958节距：24.465节圆：623mm。

3.3.3 转向导叶叶片数量增加

3.3.4 油动机行程增加

3.3.5 改造调压器

3.3.6 改造后轴向推力在设计运行标准范围内

3.3.7 额定汽耗率：29kg.kW·h保证值汽耗：30 kg.kW·h

3.3.8 改造后排汽压力：1.49Mpa（绝压）额定负荷：1500kW

改造后的机组基本能达到或接近制造厂家的保证值，经济效益显著。在额定参数，额定背压下，机组可以增容5%以上，达到了增容降耗的目标。证明汽轮机通流部分的改造是提高机组效率和安全性及合理延长寿命的重要手段。

4 改造设计实践

4.1 喷嘴改造

4.1.1 整周叶片设80个汽道

4.1.2 原气道数从30增加到36个；第四阀从控制3个气道增加到9个气道。喷嘴总出口面积（2935.8mm2）

4.1.3 喷嘴组焊接除应力

图1 喷嘴组焊接除应力

4.2 调节汽阀4 阀DN40 改为DN50

图2 调节汽阀4 阀DN40 改为DN50

4.3 油动机行程增加，总行程为65mm，原行程为56mm，增加9mm

图3 油动机行程增加，总行程为65mm，原行程为56mm，增加9mm

4.4 对主汽门进行改造，阀座通径由100mm扩至120mm

主汽门扩散器35CrMoA，由原设计值100mm增加至120mm.并于阀碟同时研磨，见图4。

图4 对主汽门进行改造，阀座通径由100mm 扩至120mm

4.5 Φ55 蝶阀阀体——30Cr2MoV

图5 Φ55 蝶阀阀体——30Cr2MoV

4.6 35Cr MoA——阀碟

图6 35Cr MoA——阀碟

4.7 阀杆，最小精度处理，做应力处理

材质35CrMoA1-5+7+6,各表面均允许氮化处理。氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。

图7 阀杆，最小精度处理，做应力处理

5 改造后经济性

改造后机组于2013年9月并网发电，机组运行情况良好，可在1.45MW负荷下连续运行，排气量45T/h，各项参数控制在允许范围内，各轴承的垂直振动值均在0.025mm以内。

5.1 经济效益分析

5.1.1 每小时新增产汽10t，经双减喷水降温后增容15%，可新增上网汽：10+10*15%=11.5 t/h

5.1.2 按蒸汽销售单价169.63元/t计算，每小时可增加销售额为：11.5*169.63=1950元

5.1.3 每小时新增产汽10t，经#3机发电后，排汽喷水降温后增容10%，可新增上网汽：10+10*10%=11 t/h

5.1.4 按蒸汽销售单价169.63元/t计算，每小时可增加销售额为：11*169.63=1866元

5.1.5 每小时新增发电量500 kW·h

按上网电销售单价0.423元/kW·h计算，每小时可增加销售额为：500*0.0423=211.5元

5.1.6 #3机增容后合计每小时产生收益为：

上网电收益+上网汽收益：211.5+1866=2078元

5.1.7 较改造前每小时增加的收益为：2078-1950=128元

5.1.8 扣除未知因素，实际收益可达理论收益的100%，即：128元

5.1.9 在保证足够供热负荷的情况下，#3机按全年运行8640天计算，可产生收益为：128*8640=110.6万元

6 结语

国华能源发展（天津）有限公司经过多方考察和论证最终采用“沂源华阳能源设备有限公司”的先进技术，对#3汽轮机进行了通流部分改造。#3汽轮机通流部分改造达到了预期目的，机组额定出力能增加0.5 MW,煤耗有较大幅度降低,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，同时加大了供热量改造，改善了3#机的运行条件，也解决了中温中压蒸汽直接走减温减压的能源浪费。同时，为了响应国家政策和生产实际需要，增加实际进气量增加供热，减少走减温减压浪费的热焓，使机组具有灵活的热电联供性能。

总之通过改造能使机组的经济性、安全性和供热能力都得到提高。为企业中同类型机组改造升级总结了经验，也为小机组的生存和发展进行了有益的尝试。

[1]李建刚.汽轮机设备及运行[M].北京:中国电力出版社,2006.

[2]周云龙,曹丽华,徐伟,等.汽轮机通流面积变化对相对内效率和功率影响[J].热力发电厂,2010.