300mw发电机组汽轮机通流改造可研性报告(编辑修改稿)

300mw发电机组汽轮机通流改造可研性报告(编辑修改稿)内容摘要：

高排汽压力 Mpa 高排汽温度 ℃ 再热蒸汽压力 Mpa 再热蒸汽温度 ℃ 537 给水流量 T／ H 给水温度 ℃ 试验电功率 MW 试验热耗率 KJ/ 试验汽耗率 g/ 修正后功率 MW 修正后热耗率 KJ/ 高压缸内效率 ％ 15 中压缸内效率 ％ 以上参数为机组的设计参数，由于早期机组的设计水平差，制造工艺简单，机组的实际运行效果与设计值相差较大，严重影响我公司设备的整体经济性。 : 我公司两台汽轮机 1995 年 12 月和 1996 年 9 月投产以来，机组运行 10 年左右，设备的各项性能逐步下滑，机组的效率越来越低，煤耗越来越高，各段的抽汽参数越来偏离机组的安全值。 两台机组于 1997 年、 1998 年和 20xx 年、 20xx 年分别进行了两次大修，对机组的局部结构进行了一些改造，取得一定的效果，但未从根本上解决问题，机组存在的缺陷越来越严重，机组的经济性和安全运行水平越来越低。 ： 机组多年运行以来，主要存在如下问题， 机组的各段抽汽压力和温度超标，导致回热系统工作不正常，机组的蒸汽流量偏大，高中压缸效率严重偏低，凝结器热负荷偏高，机组的真空偏低， 尤其在夏季高温负荷下，该问题表现更为突出：机组在满负荷的情况下，抽汽参数严重偏离设备的安全设计值，影响机组的安全运行，机组的真空严重偏低，带负荷较困难。 (六 )存在的主要问题 : 1．缺陷情况的记录和叙述： 1. 1 机组的抽汽参数严重超标： 如表－ 10为 ＃ 2机组的在 300MW运行时各段轴汽压力和温度 表－ 10 额定工况设计值 2机 300MW工况 压力 (Mpa) 温度 (℃ ) 压力 (Mpa) 温度 (℃ ) 主蒸汽 537 一段抽汽 383 二段抽汽 再热蒸汽 537 三段抽汽 433. 四段抽汽 16 从表－ 10可以看出，我公司 ＃ 2机组的抽汽压力和温度与机组的设计值相比严重偏大，在夏季工况运行时，一 、二 段抽汽压力和温度已 严重 偏离＃ 2高加的设计许可值。 1. 2 高中压缸部分结构设计不合理 ,内效率差 : 表－ 11为＃ ＃ 2机历年来 300MW工况下的效率统计，所有数据来自湖南电力试验研究院的机组热力性能试验报告。 表－ 11 项目 高排温度 试验热耗 修正后热耗 高压缸内效率 中压缸 内效率 试验时间 报告编号 单位 ℃ ％ ％ 设计值 ＃ 2机 347． 9 79． 08 88． 28 小修后 XDS/（ 02）20xx ＃ 2机 349． 15 8882． 8 8623． 57 79． 49 88． 63 小修前 XDS/94（ 02）20xx ＃ 2机 346 8856． 9 8719． 1 4小修后 XDS/117（ 02）20xx ＃ 2机 336． 6 8424． 4 8216． 4 0小修后 XDS//134（ 02）20xx ＃ 2机 337． 3 8357． 8 8121． 5 大修后 XDS//45（ 02）20xx ＃ 2机 346． 54 8752． 48 8506． 63 大修前 ＃ 2机 342． 6 8319． 72 8103． 84 80． 89 94． 33 1998． 8 大修后 ＃ 2机 343． 5 8474． 8 8348． 48 80． 6 88． 16 1998． 4 大修前 17 ＃ 2机 343． 98 8352． 39 79． 71 93． 83 1997． 4． 28 试生产报告 ＃ 1机 XDS//103（ 02）20xx ＃ 1机 356． 99 8818． 29 8646． 52 72． 60 小修后 XDS/38（ 02）20xx ＃ 1机 361． 26 9036． 2 8814． 13 小修前 XDS/23（ 02）20xx ＃ 1机 361． 6 9025． 7 8804． 5 1 XDS/116（ 02）20xx ＃ 1机 345 8713 8613 XDS//05（ 02）20xx大修前 ＃ 1机 358． 3 8279． 69 8089． 51 70． 27 92． 46 1997． 8 大修后 ＃ 1机 364． 5 8379． 76 8184． 32 71． 65 92． 57 199 5 大修前 ＃ 1机 350． 51 8250． 8 8048． 78 79． 86 91． 57 199 4 试生产报告 从表－ 11可以看出，我公司 ＃ 2机组高压缸效率、中压缸效率与设计值相比差距较大。 与目前 73B型技术制造的相比 也 相差较远，主要表现在如下方面： ＃ 2机组高中压缸的动叶、隔板静叶采用两元流设计，各级的焓降低，做功不充分，与73B型的三维设计相差较大。 ,部分间隙偏大 ,对机组的效率有较大的影响。 我公司两台机组的高中压缸叶顶汽封采用平齿汽封结构 ,容易导致级间漏汽；高压进汽平衡持环、中压进 18 汽平衡持环、高压排汽平衡持环漏汽量大，导致大量高品质的蒸汽能量未充分利用 ，机组运行一段时间后热耗明显升高。 ：我公司两台机组存在以上的问题，尤其一段轴汽压力和温度，三段抽汽压力和温度偏离设计值较高，对机组的长期安全稳定运行构成了威胁。 虽然在 20xx年小修中对抽汽管道进行了更换高等级材质，但该参数对高加的安全运行有较大的影响。 平时运行中只有通过更多的运行手段进行干预才能保证机组的运行。 由于机组的整体效率低，机组在满负荷时需要更多的蒸汽量，将进一步加剧凝结器的热负荷，机组的真空无法保证，同时较低的真空又影响机组的负荷。 蒸汽流量的增大还增加了燃煤的消耗，对炉内管道的外壁磨损也加大，增加了爆管的机率。 ＃ 2 汽轮机末两级叶片 围带及拉筋经常断裂，一旦低压转子末级叶片围带或拉筋断裂，就很容易导致低压转子末级叶片发生裂纹甚至断裂，而 我公司＃ 2 汽轮机转子振动对于质量不平衡的响应特别敏感，在 1m 的直径上，反对称加 1Kg 质量，将会导致轴振动变化 180um～ 200um，一旦发生末级叶片断裂情况，将严重威胁主机的安全运行。 另外， 当机组因末级叶片围带或拉筋问题发生较大的缺陷时，均要进行揭缸检查，增加运行和检修工作量，降低设备运行可靠系数； : 无 : 无 、提高经济性 : 通过对 73 型机组的改造，在确保机组的安全性的基础上，将大大地提高机组的效率，增强机组的出力，提高机组的真空，为我公司节能降耗工作更上一个台阶提供可靠的保证。 每次低压转子末两级叶片发生大的裂纹缺陷后，更换低压转子末两级叶片的围带需停机 30 天以上，对低压缸进行揭缸检修，需耗费大量的人力和财力，严重影响机组的可靠性和接带负荷的能力；一旦发生末级叶片断裂的情况，所导致的设备损坏将无法估计。 若设备的本质安全得到保障，可极大地提高机组的经济水平；另外，机组的叶片更换，同时改变机组的末两级汽封结构型式，可提高机组的经济 性，增强机组的出力，提高机组的效率。 ：如果通过机组的技术改造，使各项技术参数达到机组原来的设 19 计值，将大大地减少运行人员的干预和操作，改善运行人员的作业环境。 (七 )需要通过技术改造解决哪些问题： 通过技术改造主要解决如下几个问题 : 解决高中 低 压缸效率低问题 ,通过技术改造 ,使机组的效率达到或接近机组的设计值。 降低机组的各段抽汽压力 ,达到或接近机组的设计值，提高机组安全稳定性能。 降低机组高中压平衡盘之间的漏汽 ,减少机组的轴封漏汽，减少轴封溢流量，减轻凝汽器的热负荷。 7． 4 通过对＃ 2 汽轮机的低压通流部分改造，可确保机组的末两级叶片在运行中不出现异常情况，从而提高我公司主机运行的可靠性、安全性和市场中的信誉度。 7． 5 对机组的低压叶片更换，同时改变机组的末两级汽封结构型式，可提高机组的经济性，增强机组的出力，提高机组的效率。 三、方案论证 （一）改造方案描述： 针对我公司 ＃ 2 机组的实际情况、结合同类型机组的改造效果和哈汽公司目前的技术水平，拟采取以下改造方案： 机组高中低压汽封系统结构改造。 对通流部分汽封进行更换，提高机组经济性。 我公司机组高中低压端轴封泄漏量较大，大量的蒸汽外泄而进入轴加和凝结器，影响机组的效率，拟对轴封的板式汽封进行更换 为更为先进的 汽封 （如布莱登汽封、蜂窝汽封、铁素体汽封等） ，可适当调小轴封的间隙，即使机组的振动增大也不会磨损大轴，可有效地增加机组运行安全和经济性。 机组高压缸通流改造。 73B 机组相比 73 型机组在本体上面进行了较多的改进。 高压缸内的原叶顶平齿汽封改为高低齿迷宫式汽封；隔板和动叶的 叶片采用三维成型设计，采用世界上最先进的三维曲面、实体造型软件 CATIA 进行设计，机组的效率得到较大的提高。 机组中压缸通流改造。 20 中压缸内部的原叶顶平齿汽封改为高低齿迷宫式汽封；隔板和动叶的 叶片采用三维成型设计，采用世界上最先进的三维曲面、实体造型软件 CATIA 进行设计，机组的中压缸的效率得到较大幅度的提高。 机组低压缸通流改造 更换机组低压部分通流，低压 2 7 级动叶片、静叶片 该为先进叶型。 更改低压末级、次末级动叶片围带结构为自带冠的形式。 （二） 改造后预期达到的效果 : 大幅度降低机组的各段抽汽参数，达到或接近机组的设计值，确保主设备和辅助设备的经济安全运行。 大幅度提高机组的汽缸内效率，降低机组的热耗、煤耗，达到或接近机组的设计值。 经过对机组的改造，使机组的整体性能的到提高，机组的缸温差得到控制，蒸汽的泄漏量得到减少，机组的真空得到提高等。 (三 )应从全部可能的设计方案中 ,提出 2～ 3 个最适合的可选方案 (或建议方案 ): 对比西柏坡电厂的改造方案 以及我公司＃ 1汽轮机的成功改造经验， 拟采取以下方案 ： 方案一： 机组高、中、低压通流动、静叶改造，相应汽封系统 由哈汽进行 改造 ，汽封采用传统的梳齿汽封。 方案二：机组高、中、低压通流动、静叶改造，相应汽封系统由哈汽进行改造，但 高压进汽平衡环汽封、中压进汽平衡环汽封、高压排汽平衡环汽封以及高中压外缸 调端内轴封 、高中压外缸电端内轴封 更换为布莱登汽封 或蜂窝汽封。 方案三：机组高、中、低压通流动、静叶改造，但高压进汽平衡环汽封、中压进汽平衡环汽封、高压排汽平衡环汽封以及高中压外缸调端内轴封、高中压外缸电端内轴封、中 压 8 级动叶顶部围带汽封 更换为布莱登汽封 或蜂窝汽封 （如该蜂窝汽封，末两级动叶汽封也可以改为蜂窝汽封）。 其它 汽封系统由哈汽进行改造， 汽封采用传统的梳齿汽封。 (四 )施工方案、过渡方案 : 首先确定机组的改造方案，联系相关的厂家进行设计、制造、生产合格的产品，利用机组大修进行改造。 21 (五 )是否需要停机停炉或结合机组大、小修等 :需要结合机组的大修进行改造 （六）从技术、经济、效果等方面论证其实施可行性、合理性、存在问题和解决办法 : 73B 型机组相比 73 机组由于设计技术和制造水平的提高，机组在各个方面的性能有不同程度的提高，大量机组投产运行后的各项考核参数已达到 73B 型机组的设计值。 而已投产的 73 型机组运行后的考核参数与 73 型机组的设计值相比相差较远。 在 73 型机组的整体基础采取 73B 的技术进行改造，技术上是可行，可产生预期的效果，提高机组的经济性。 （七）要求定量、准确地对其性能指标、投资费用、效益、投资回报作出综合比较 : 三 个方案在 改造 原则上基本是一致的，主要区别在于设备的改造范围。 因＃ 1 汽轮机的成功改造经验，本次提出三个方案 都 按 高 、 中 、低 压缸 通流部分全部 改造 提出。 区别在于对于汽封系统的改造。 方案 一 全部采用哈汽技术，在对通流进行改造的同时，对汽封进行部分换型或更换 ， 汽封采用传统的梳齿汽封 ；方案二 高压进汽平衡环汽封、中压进汽平衡环汽封、高压排汽平衡环汽封以及高中压外缸调端内轴封、高中压外缸电端内轴封更换为布莱登汽封 或蜂窝汽封。 其余汽封 采用哈汽技术，在对通流进行改造的同时，对汽封进行部分换型或更 换 ，。