1、浅析汽轮机通流部分改造及效果摘要：我厂对两台 6MW 凝汽式汽轮机组进行了多项节能改造，包括采用流道子午和后加载叶片等先进技术改造高压通流部分、轴端梳齿式迷宫汽封改造为蜂窝密封、全液压调节系统改为电调系统等措施，提高了机组运行的经济性和可靠性，达到了预期的效果。 关键词：汽轮机；通流部分；改造；节能效益 中图分类号：TK26 文献标识码：A 引言：四川达竹煤电（集团）有限责任公司渡市选煤发电厂装有两台 6MW 凝汽式汽轮发电机组，汽轮机为中国东风电气集团东方汽轮机有限公司设计制造的 N6-3.43(35)型中压、单缸、冲动凝汽式汽轮机。经统计，两台机组每年可节约标煤 878.23T、节水 14
2、600T，经济效益、社会效益和环保效益均非常明显。 1.抽凝式汽轮机组通流部分节能改造 1.1 汽轮机改造前情况 N63.43 型汽轮机通流由一双列调节级和九个压力级组成；调节级和 24 级压力级为部分进汽，其余级次为全周进汽；为了提高机组的经济性，第 27 级隔板采用高低梳齿汽封，第 810 级隔板采用平梳齿汽封，第 18 级动静叶间采用轴向汽封，第 27 级动叶叶顶采用径向汽封；汽轮机转子与发电机转子的连接采用刚性联轴器，联轴器红套在汽轮机转子上，通过三个 25 的骑缝锥销传递扭矩。通过调速器和抽汽压力智能调节器分别控制高、低压调节汽阀的开度，实现热、电负荷自动调节。 1.2 采用的先进技
3、术和具体方案 根据我厂机组运行情况，针对汽轮机高压段汽耗率偏高、运行效率低等问题曾提两套技术改造方案。由于第一套方案改善稍有好转是可能的，但是无法保证达到效果。但是第二套方案：从汽轮机静体部分着手，用全三维流场数值计算和性能分析，采用子午收缩型线、后加载叶片型线、光滑子午流道和分流叶栅等多项先进技术，通过更改高压喷嘴组、第转向导叶环及第压力级隔板的叶片型线和流道形状，辅之于调整叶片反动度、汽封间隙等方法，实现提高高压段内效率的目的。第二套措施较为实际，具有较高的技术含量，虽然改造费用相对较高，且是东方汽轮机厂首次在我厂 6MW 抽凝机组上应用这几项技术，具有一定的改造风险，但实施后可保证改造效
4、果，可靠度高，为此渡市选煤发电厂决定采用该方案。 1.3 改造后的运行效果 采用子午收缩静叶栅可以在流道曲率最大的地方减小横向压力梯度，从而减小叶栅的二次流损失；同时还可以在斜切部分增加流道的收敛度，以减薄出汽边背弧的附面层厚度，把汽流挤向叶片根部。据报道，调节级喷嘴采用子午收缩型线，可降低静叶栅次流损失 2025，提高调节级效率 1.52.0； 采用后加载叶片型线，减小二次流损失。改造后这样不仅推迟了转捩的发生，降低叶型损失，而且削弱了三维通道的二次流损失，大幅降低三维总损失，使叶栅的总损失下降 2030，同时还可以在来流的攻角变化范围（20）内，总损失保持基本不变，保证变工况性能良好； 采
5、用分流叶栅，降低流动损失。改造后第压力级隔板的相对内效率可提高 4以上。调整叶片反动度，减小漏汽损失。本次改造，通过调整叶片的反动度使叶片根部反动度接近于零；叶片前后的压差，防止蒸汽从动叶不进汽的弧段泄漏，还可以减小叶片顶部的漏汽损失； 采用硬度低、耐磨性好的铁素体汽封片替代原来的黄铜汽封片，充分利用铁素体的硬度低、耐磨损的特点，降低了漏汽损失。 2.梳齿式迷宫轴封改造为蜂窝密封 2.1 改造前的设备情况 汽轮机轴封漏汽量设计值为 0.8T/h，而实际轴封漏汽量为1.01.5T/h，前、后汽封的漏汽引至除氧器，不能进入的其余蒸汽经过漏汽排入大气。采用蜂窝汽封改造后，按保守测算汽轮机采用蜂窝汽封
6、改造后减少漏汽轴封 0.5t/h，提高凝汽器真空 1.01.5kPa 。 2.2 采用的先进技术 N6-3.43 型汽轮机轴端汽封设计采用非接触式梳齿式迷宫汽封，由于汽轮机启动过程及运行过程中工况变化时动静部分中心的相对位置变化及汽流进入蓖齿密封的密封腔室时所产生轴的自激振动，导致轴封蓖齿磨损严重。1 #机组大修期间测量，发现转子前轴封处蓖齿高度磨损了0.550.85mm，后轴封处蓖齿高度磨损了 0.650.75mm（蓖齿设计高度4.85mm） 。轴封蓖齿的磨损，致使汽轮机高压端的漏汽渗透到前轴承，恶化前轴承箱的工作条件，造成润滑油（透平油）乳化变质，危及机组的安全运行；同时还导致低压侧轴端汽
7、封严密性下降，空气漏入后气缸，影响凝汽器（机组）真空严密性，降低了机组经济性。 2.3 改造后的运行效果 汽轮机高压通流部分改造期间，将汽轮机轴端原有梳齿汽封改造为蜂窝汽封。在保留轴上梳齿结构和汽密性基础上，给汽封环配上蜂窝汽封，这样不仅可保留梳齿密封节流降压的特点，还可以充分发挥蜂窝带多级密封和宽面密封的结构特性提高密封性能，加强汽轮机轴端的阻漏效果，减小漏汽损失。改造时，现场测量梳齿汽封实际尺寸，根据转子上梳齿汽封磨损情况设计加工蜂窝轴封，并将蜂窝与蓖齿间隙由原来0.4mm 调整到不大于 0.2mm。 3.液压调节改造为电调控制 3.1 改造前设备情况 两台 N63.43 型抽凝机组调速系
8、统原采用全液压式调节保安系统，调节用油由主油泵提供（启停过程由交流辅助油泵提供） ，与润滑油系统共用一个供油系统。机组启动和升速过程中，靠人工操作调速器启动装置来调整高压调节汽阀开度控制转速，直到机组并网、带负荷。在机组带一定电负荷后再投入热负荷，由抽汽压力智能调压器接受一级抽汽压力信号并产生油压控制信号，通过调速器和调压器分别控制高、低压调节汽阀开度，实现热、电负荷自治调节，抽汽压力控制范围为0.5840.84MPa（a） ，抽汽量根据需要在其变化范围（04t/h）内连续可调。然而在实际运行中，针对多变量电量的控制，全液压式调节保安系统在转速控制和负荷调节中存在许多不足。 3.2 采用的先进
9、技术 我厂采用低压透平油数字电调改造模式，油动机和调节汽门相连接，保留危急遮断机构，增加 AST 遮断及 OPC 保护等。SUPCON DEH 系统主要由电子设备、液压设备两大部分及相应接口部件等组成。电子部分设备主要包括控制柜（控制器、I/O 模件、电源） 、操作员站、工程师站等。为提高系统的可靠性和可用性，系统主要部件采用冗余设计，并对各模拟量输入采取隔离和屏蔽等抗干扰措施具有良好的单点接地。DEH 和 DCS 通过网络连接，软硬件一体化，相互之间无缝连接，数据共享，操作站功能也可以共享。在原调节保安系统的基础上改造并新增加部分部件，组成一个包括调速、调压和保护系统的液压控制系统，控制高、
10、低压调节阀油动机和自动主汽门，实现电调控制。 3.3 改造后的运行效果 两台 N6-3.43 型汽轮机 DEH 改造后，经过多次启、停机及长周期运行考验，运行情况良好，在机组启动升速、跨越临界转速、超速试验、并网、升降负荷、变工况运行、抗扰动能力以及自动主汽门和调节汽门活动等试验方面，都显示了液压调节系统无可比拟的优越性，可合理分配供热、发电能量，即时跟踪热电负荷，使机组调节到热电联产较佳工况，实现机组的高效经济运行；并具有在线检修维护、调试方便快捷等优点，达到了良好的预期效果，提升汽轮机运行的安全可靠性；同时，DEH 和 DCS 系统运行在同一个网络上，数据完全共享，实现 DCS+DEH 一体化设计，维护方便、安全可靠。 4.结语 通过分析两台 N6-3.43 型 6MW 抽凝汽轮机高压段运行效率低的原因以及有液压调节控制系统存在的不足，针对性采取技术先进、经济合理的现代化技术进行改造，通过几年来的运行实践证明，改造方案是合理、可行的，达到节能改造的预期目的。 参考文献： 1 赵胜军;管伟诗;阿塞拜疆 300MW 超临界汽轮机改造J;机械工程师;2011 年 07 期 2李强;张建宏;防止汽轮机转子大轴弯曲的措施J;华中电力;2011 年 04 期
