捷制500MW汽轮机组效能分析与改进

惠坤龙 朱凯丽 雷瑶 王欠儿

摘 要：现如今国家在经济转型的关键时期对节能减排工作尤为重视，而电力行业恰恰又是节能减排的重点，这其中主要发电装置汽轮机组的制造和改进对节能减排工作有很大帮助，本文着重分析了目前我国电力企业使用较多的捷制500MW汽轮机组的不足，并在此基础上对汽轮机组的改进措施进行了初步探讨。

关健词：汽轮机组；节能减排；优化改造

中图分类号：TK268 文献标识码：A

“能源安全、环境保护、经济增长”是当今世界发展和公认的基本原则，其关键核心就是节能减排。汽轮机作为电厂里进行能量转换的核心环节，它承担着效能优化的重要任务。随着煤炭价格不断地上涨以及当下节能减排任务的紧迫性，如何提高汽轮机组的效率和经济性的问题也亟待解决。汽轮机使用中关键是节能和提效，经过一系列改进，能够取得很好的经济效益和社会效益。

1 国内外研究动态

我国工农业的发展日益迅速，由此电力工业对汽轮机制造业提出的要求不断提高，汽轮机逐渐向大容量、高参数、低污染、高可靠性、负荷适应性高、自动化程度高、安全、经济的方向发展。如今大型的汽轮机一般都采用级数多、多汽缸、多排汽的结构。

如今國内外汽轮机发展的总体趋势为使单机功率增大，使蒸汽的初级参数得到提高，优化汽轮机结构中通流部分的设计，进而改善中间的再热系统，并提高回热给水系统的效能，来增加汽轮机系统的热值经济性指标；优先发展和研究大型的热电联产汽轮机系统以及燃气—蒸汽联合循环汽轮机系统，以此来增加能源的一次利用效率；通过计算机软件研发汽轮机组的自控系统，进而使得汽轮机组变得更加自动化和智能化；使用领先的加工工艺和设备，按照严格的质量管理和控制标准，以此来保证汽轮机零部件的质量，进而提升汽轮机组的整体性能。

汽轮机是能够实现电厂功能的原动机，而汽轮机组则是实现动能、热能及电能之间的相互转换，并且汽轮机经常与锅炉、凝汽器、加热器、发电机和泵配套使用，因此能够引起汽轮机组能量损耗比较大的原因在于汽轮机组本体泄漏严重及较大的汽轮机运行能耗。此外，沙尘和风对空冷凝汽器性能的影响及凝结水溶氧超过标准均会降低空冷汽轮机组传热效率，进而增加了汽轮机运行能耗。

2 捷制500MW汽轮机组效能分析及改进措施

2.1 当前汽轮机存在的问题

捷制500MW汽轮发电机组存在的问题如下：（1）a.汽轮机汽封是采用传统的梳齿式汽封（见附录），当运行不到一个大修周期时，汽封间隙会明显增大；b.高中压隔板、轴封漏气，会导致汽轮机内效率及热耗增大；c.低压轴封漏空会影响凝汽器换热效果和整机组经济性的提高；d.机组在多次启停机后，由于振动及动静部分碰磨使得汽封的间隙明显增大，使机组的经济运行收到严重影响。（2）疏水系统很复杂，有很多阀门和疏水器，随着运行时间的增加，内漏现象很严重，会导致凝汽器热负荷增大，在影响真空系统严密性的同时也恶化了低压转子末级叶片的工作环境；还造成了严重的热损失，增加了机组的热耗值，进而影响了机组的经济安全性运行。

2.2 改进措施

在检修时[1]，发现主机本体同流部分间隙出现严重超标问题，主机高压前的三级隔板，以及中压2、6、8级隔板轴向间隙均大于标准值。为此对这些隔板的进汽边进行车削，对排汽边进行补焊，进而使隔板发生轴向的移位，对高压内缸通过向进气侧移位0.90mm来优化高压内缸前隔板的轴向通流间隙。通过对高压内缸和其前隔板的三级汽封进行位移，来调整内缸的通流间隙符合相应的标准。

由于17-25级的转子被严重磨损，加之汽封块上的弹簧垫片已经失效，所以应对不同压力等级的汽封装置进行优化改造。首先将低压内缸的前轴与后轴端的汽封用蜂窝铁素汽封替换，接着再把中压和高压等级的汽封用布莱登型汽封装置替换，然后把低压内缸中间部位隔板的汽封装置进行更换，最后在校准各个汽封装置的间隙。

轴封系统改造重新布置低压轴封疏水扩容器。取消热力系统部分阀门旁路门，热力系统疏水点位置不变，改变疏水管走向，并精简合并了部分疏水管路。改进轴封系统为自密封系统，用于回收工质，充分利用系统能量；以消除高低旁泄漏；进行燃烧调整，使减少减温水量的投运；检查高压缸排汽排汽逆止门保持开启状态；加强和完善胶球清洗装置与系统维护。

2.3 改进后效果

通过对高、中压缸汽封进行改进，能够有效地减少汽轮机内级间的漏气损失和轴端漏汽损失，可以进一步提高高中压部分的内效率。但对于低压缸轴端汽封而言，通过改进可以使低压缸真空的严密性得到提高，进而改善低压部分的做功能力。因为高、中压缸改为布莱登汽封，能够有效防止因为振动而引起的汽封摩擦、大轴弯曲及轴瓦损坏等事故的发生，这对于保证汽轮机的安全运行水平来说具有重要意义。

参考文献：

[1]梁卓文.500MW汽轮机组节能改造应用.山西电力，2013（6）.