50MW汽輪發(fā)電機組增容改造
介紹50 MW汽輪發(fā)電機組的增容改造的實施方案及運行情況。通過改造，機組的發(fā)電出力增加了10 MW，同時降低了汽耗、減少煤耗，大大提高機組的安全性與經(jīng)濟性。
關(guān)鍵詞：汽輪機；增容改造；經(jīng)濟性
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與用戶對抽汽機組要求的提高，早期50 MW抽汽機組在經(jīng)濟性、自動化程度、電熱負荷調(diào)整的靈活性等方面已不能適應(yīng)部分用戶的要求。為了提高機組的效率、出力及降低機組的發(fā)電煤耗，北京全三維動力有限公司與哈爾濱汽輪機廠聯(lián)合對某電廠的50 M W機組汽輪機通流部分進行了改造，使機組在原額定參數(shù)、額定蒸汽流量下提高了出力，改后機組增容為60 MW，且通過實驗可證實機組運行的安全性和經(jīng)濟性均得到了相應(yīng)的提高。
1設(shè)備技術(shù)規(guī)范
某電廠5號機為上海汽輪機廠生產(chǎn)的C50-90/13-1型高壓、單缸、沖動、抽汽冷凝汽式汽輪發(fā) 電機組，發(fā)電機型號為QFS-60-2型。額定主汽溫度535 ℃，額定主汽壓力8.83 MPa，額定蒸 汽量310 t/h，機組共有六段抽汽，第一、三、四、五、六段抽汽為不調(diào)整抽汽，其中第四段抽汽已堵死，第二段抽汽為調(diào)整抽汽。機組共18級葉輪，第一級為速度級，第八級為中壓單列級，其它15級為壓力級。回?zé)嵯到y(tǒng)為2個高壓加熱器、3個低壓加熱器、1個除氧器。
2機組存在問題及改造方案
2.1機組存在問題
該機組的額定負荷為50 MW，1981年9月投產(chǎn)，設(shè)計最大電負荷為60 MW，最大熱負荷為230 t /h 。該廠熱負荷一直在最大負荷工況下運行，而電負荷卻只能在額定電負荷50 MW工況下運行。其原因是低壓缸部分葉片存在設(shè)計強度不足的問題，為避免斷葉片問題出現(xiàn)，只能降低低壓缸出力，允許帶額定負荷50 MW。因此，增容改造的重點是對末四級葉片改型更換。北京全三維動力有限公司與哈爾濱汽輪機廠對該電廠5號機組認真分析和充分論證測算后，決定改造機組的通流部分，以提高機組的安全可靠性及經(jīng)濟性，同時也解決低壓缸通流部分葉片強度不足的問題。
2.2改造目標、方案及主要技術(shù)措施
2.2.1改造目標
(1) 提高機組效率：低壓缸通流部分（末四級）改造可降低熱耗約75 kJ/kW·h，若再改造 其余通流部分的隔板靜葉可降低熱耗約250 kJ/kW·h。
(2) 增加機組出力：機組設(shè)計工況、純凝汽工況的出力均為60 MW，可長期連續(xù)安全運行。
(3) 提高機組自動化水平。
(4) 解決包括低壓缸葉片強度、推力瓦溫度、前汽封漏汽等技術(shù)問題。
(5) 改造在正常的大修周期內(nèi)完成。
2.2.2改造方案
本次改造采用舊轉(zhuǎn)子，舊聯(lián)軸器，通流其余部分全部采用新設(shè)計及制造的零部件，改造內(nèi)容包括：噴嘴組、全部動葉、全部隔板、隔板汽封、汽封環(huán)、徑向推力聯(lián)合軸承、第3級隔板套。
?。?）調(diào)節(jié)級噴嘴組葉柵，采用子午面收縮靜葉柵。新設(shè)計的噴嘴組采用靜葉根部與噴嘴內(nèi) 環(huán)整體銑制，葉頂和外環(huán)焊接結(jié)構(gòu)，確保葉片與頂部子午面型線的加工制造精度。
?。?）調(diào)節(jié)級動葉片由于噴嘴葉柵采用了子午面收縮型線，相應(yīng)調(diào)整動葉片安裝角；同時光順動葉型線，使型線曲率更加光滑，減少型線損失；動葉頂部采用自帶冠圍帶，并用燕尾形成連接；徑向汽封齒由三道增至四道。
?。?）壓力級隔板葉柵分別采用分流葉柵、彎扭靜葉柵、“后加載”龜頭等截面和變截面靜葉柵等先進技術(shù)，降低葉柵流動損失。
?。?）壓力級隔板均采用焊接隔板。
（5）動葉型線優(yōu)化，采用高效葉型，減少葉型損失。動葉頂部全部采用自帶冠圍帶，低壓部分采用內(nèi)斜外平結(jié)構(gòu)，通流子午面光順。
?。?）為提高葉片的強度，取消全部拉筋。
?。?）各級動葉片靜強度及動強度Ab值均有較大提高，能適應(yīng)抽汽量從0～230t/h變工況的需要。
?。?）末級、次末級根部高反動度設(shè)計以及末級靜葉根部子午面設(shè)計。末級葉片進汽側(cè)鑲焊 司太立合金，次末級動葉進汽側(cè)電火花強化。
3改造后機組的主要技術(shù)指標和性能
3.1汽輪機級數(shù)
1個單列調(diào)節(jié)級+7級壓力級+1個旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)級+8級壓力級。
3.2性能保證值
?。?）汽輪機額定工況（出力60 MW,抽汽量160 t/h）下汽輪機熱耗6 537kJ/kW·h，缸效率82%。
（2）汽輪機經(jīng)濟工況下熱耗6 222 kJ/kW·h，缸效率82%。
?。?）純凝汽60 MW工況熱耗9 695 kJ/kW·h，缸效率82%。
（4）最大抽汽量可達230 t/h。
?。?）帶負荷運行狀態(tài)：
軸振最大值（峰-峰值）≤80μm
各方向瓦振最大值（峰-峰值）≤25μm
臨界轉(zhuǎn)速下：
軸振最大值（峰-峰值）≤140μm
各方向瓦振最大值（峰-峰值）≤75μm
4機組改造前后的效益比較
由表1可見，改造后在50 MW負荷下熱耗率降低了409 kJ/kW·h，如果該機組年運行8 000 h，按熱耗率每降低1 kJ/kW·h年可節(jié)標煤16 t計，全年節(jié)煤6 546.4 t；按該廠完成的標煤單價235.87元計，年可節(jié)約人民幣154.4萬元。改造后機組在60 MW工況下運行與改前50 MW工況相比，熱耗降低了801.5 kJ/kW·h，由此可見，機組在60 MW工況下運行更經(jīng)濟。
5結(jié)論
此次改造，由于采用了更符合蒸汽流動流型設(shè)計的葉片，使機組的葉片效率得以提高，同時因取消了葉片拉筋，也使葉片的強度得以改善，機組改造后基本上消除了事故隱患，使機組可用率提高，修理費用大為降低。故安全性與經(jīng)濟性均不同程度地得以改善。機組改造后，運行工況更趨合理，電負荷調(diào)整靈活性、適應(yīng)性增強，可保證60 MW負荷安全連續(xù)進行。故建議為充分發(fā)揮機組的效益，改造后的機組盡量保證在60 MW工況下運行。
| 公司名稱： | 湘潭電機修理廠(湘潭電機維修中心) |
| 聯(lián) 系 人： | 胡經(jīng)理 |
| 聯(lián)系電話： | 0731-58626841 |
| 手 機： | 13367420761 |
| 公司郵箱： | 2547364023@QQ.COM |
| 公司網(wǎng)址： | http://www.m.haloandellis.com/ |
