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丰镇发电厂#6机组200MW通流部分改造技术探析

发布时间：2011/5/2 阅读次数：2194 字体大小: 【小】【中】【大】

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(内蒙古蒙电华能热电股份有限公司丰镇发电厂，内蒙古丰镇 012100) 
摘要：文章介绍了丰镇发电厂#6机组改造所采用的先进技术，指出了改造后的机组热耗大幅度下降，经济效益和社会效益显著，机组的安全可靠性也得到了加强。
关键词：汽轮机；通流部分；热耗；汽缸；丰镇发电厂
中图分类号：TM621.2(226) 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2010)15—0061—01
1 国产200MW机组存在的主要问题
1.1 设计技术落后，效率低，热耗高

丰镇发电厂#6机组为国产200MW空冷机组，该机组是采用哈尔滨汽轮机厂生产的三缸两排汽型机组，由于这种类型的机组汽缸转子、隔板及其零部件型线设计不合理，导致流道不顺畅圆滑，性能差。目前，国产200MW 空冷汽轮机组高、中、低压汽缸效率分别为80%~83%，89%~90.8%，79%~84.5%,而世界先进水平200MW空冷汽轮机组高、中、低压缸效率分别为89%~90%、91%~93%、89.6%;国产200MW 空冷机组热耗约为8 974.81kJ/kW·h,比世界同类型先进水平机组的热耗高出500kJ/kW ·h左右。
1.2 大修解体后存在的设备问题

汽轮机本体11级隔板变形大，转子与隔板汽封碰磨严重，转子存在不平衡；中压13级隔板与中压前第2套汽封套阻汽齿磨损严重，造成中压汽室蒸汽短路；低压铸铁隔板刚度不够，28 级动叶围磨损出现缺口。存在的缺陷极容易使汽轮机发生如：轴封漏汽大，油中带水，机组运行振动大等不安全事件。
2 机组通流部分改造
2.1 改造的目的
2.1.1 降低机组煤耗，提高其经济性，在额定工况下，机组达到热耗≤8 490kJ/kW·h。 
2.1.2 真空在75KPa时，机组能够带220MW负荷长期稳定运行，增容20MW负荷。
2.1.3 提高机组可靠性、安全性，使机组满足调峰运行的要求，保证汽轮机在40%负荷，排汽温度在60℃时能安全运行。
2.2 改造具体内容
2.2.1 更换全部隔板、动叶、套装叶轮及部分隔板套等。
2.2.2 采用分流环及接触式蜂窝式汽封。
2.2.3 高压内缸更换喷嘴组，汽缸缺陷检查处理。
2.3 改造中利用的主要技术
2.3.1 新设计高效调节级。动叶采用高效平衡动叶，改进动叶围带结构，采用蜂窝式汽封，减少漏汽损失，静叶采用子午端壁型线，减少端部二次流损失。
2.3.2 加载层流静叶叶型。加载层流静叶叶型消除了叶型线背弧出汽段的扩压区，推迟或者消除了边界的紊流转换，使叶型型面损失减少。
2.3.3 分流叶栅技术。通过分流叶栅，满足隔板刚度和强度要求，使静叶片数量增加一倍，调高喷嘴尾迹激振频率，避开BO型共振，提高级效率。
2.3.4 采用三维扭曲动叶。平衡动叶叶型是一种考虑了气体压缩性的层流叶型，具有更低的型线损失，采用扭曲成型使流行沿叶高优化，进口攻角减少，效率明显提高。
2.3.5 采用接触式蜂窝式汽封。高压缸压力高，级压差大，叶片短叶顶漏汽量对级效率影响大，接触式蜂窝式汽封利用“蜂窝”原理，可以减少漏汽量。
2.3.6 光滑的子午通道设计。高、中、低压各缸子午通道采用了光顺设计技术，中压缸末六线采用内斜外平式自围带构成光滑的子午通道，使流动附加损失大大减少。
2.3.7 斜置静叶技术。低压末级静叶采用了能大大减小根部二次流的斜置静叶技术，提高级效率。
2.3.8 引进可控涡技术。主要采用全三维粘性设计思想，利用先进的计算机及实验流体力学技术为基础的叶片设计技术。
2.3.9 采用薄静叶出汽边技术。薄静叶出汽边是一种新技术，不但可以减少叶栅尾迹损失，提高经济性，还可以大幅的减少喷嘴尾迹激振力幅值，或低动叶片动应力提高可靠性。
2.3.10 采用弯曲马刀形静叶隔板。弯曲马刀形静叶隔板可以改变径向压力分布，减少边界层内径向二次流，提高级效率。
2.3.11 低压末级动叶片采用内斜外平式自带围带，整圈连接结构，提高级效率。
2.4 改造后主要性能要求

①高压缸效率不小于84%；②中压缸效率不小于91%；③低压缸效率不小于89%；④热耗率不大于8 490kJ/kW·h；⑤当主蒸汽压力为12.75MPa,主再热蒸汽温度为535℃,真空为75KPa时, 机组额定负荷为200MW,并应能带210MW负荷长期稳定运行。
3 机组改造后试验(实例)

丰镇发电厂在2004年9月7日~2005年1月26日利用大修机会对#6机组通流部分进行了改造，机组的热经济性试验如下：
①机组通流部分改造前试验经济技术指标与设计值对比：

试验结果分析如下：#6机组通流部分改造前后200MW负荷热耗分别是9 239.58kJ/kW·h、8 372.82kJ/kW ·h，改造前后的差值是866.76 kJ/kW·h(煤耗大约为29.6g/kW·h)；

每一吨标准煤市场价为300元；每千克标准煤发热量为29 307kJ/kg；机组年利用小时为7 00 0h；年节约热值1.21×10¹²kJ；年节约标准煤4.13×10⁴t；年节约费用1 239万元 

综上述可知,#6汽轮机组通中分改造是成功的,200MW负荷时高、中、低压汽缸效率和热耗都达到了目标值，热耗达到了国内同类机组改造的先进水平，经济性明显提高；机组设备性能良好，安全性得到进一步的提高；改造后机组能带210MW负荷长周期稳定运行，增加了机组出力，经济性明显提高；#6机通流部分改造降低了发电成本，热耗降低了866.76kJ /kW·h,年节约标煤费用1 239万元。
4 结论

#6号机组通流改造是成功的：①通流改造后，机组振动、瓦温是历次大修后最佳的；②机组各级效率和热耗都达到了目标值，热耗达到了国内同类机组改造的先进水平，经济性明显提高；③机组设备性能良好，安全性得到了进一步的提高；④改造后机组能带210MW负荷长期稳定运行的能力，增加了机组出力，经济效益和社会效益明显。
［参考文献］
［1］翦天聪.汽轮机原理［M］.北京：水利电力出版社，1992.
［2］哈尔滨汽轮机厂,朝阳发电厂.200MW汽轮机的结构和运行［M］.北京：电力工业出版社,1989.

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