国产超临界600MW汽轮机效能优化分析

总结了关于600MW汽轮机效能优化的方法和建议，为汽轮机安全可靠、经济稳定运行提供了重要的参考。

【关键词】600MW；节能；汽轮机；超临界

汽轮机作为电厂能量转换的核心环节，承担着效能优化的重要任务。近几年来，一大批大容量、高参数机组的投产和成功优化，进一步提升了汽轮机的作用。浙江大唐乌沙山发电有限责任公司一期安装四台由哈尔滨汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、三缸、四排汽、凝汽式、CLN600-24.2/566/566型汽轮发电机组。四台机组自2006年相继投产，实现了国内第一个“一年四投”的电力建设奇迹。机组投产后，设备运行稳定，为缓解华东地区电力严重缺口做出了应有的贡献。

1 课题背景

1.1 汽轮机总体概况

浙江大唐乌沙山发电有限责任公司一期安装的四台汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、高中压合缸、凝汽式汽轮机，型号是CLN600-24.2/566/566，机组采用合作制造方式，高中压积木块为日本三菱公司制造，低压积木块为哈汽制造。

汽轮机通流采用冲动式与反动式组合设计。进入高压汽轮机的蒸汽通过一个冲动式调节级和9个反动式高压级后，由外缸下部两个排汽口进入再热器。进入中压汽轮机的蒸汽经过6级反动式中压级后，从中压缸上部排汽口排出，经中低压连通管，分别进入1号、2号低压缸中部。两个低压缸均为双分流结构，流入中部的蒸汽，经过正反向7级反动级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安装在每一個低压缸下部的凝汽器。汽缸下部留有抽汽口，抽汽用于给水加热。回热系统设计有三台高压加器、一台除氧器和四台低压加热器。

1.2 机组运行概况

四台机组相关运行状况如表一所示。

2 汽轮机优化项目的理论分析及效果对比

2.1 中压通流部分智能可收放刷式汽封改造（国内首台超临界600MW改造机组）

2011年4月，公司针对中压缸效率偏低的情况和集团公司揭缸提效的相关要求，结合#3机组大修机会，对#3机中压部分进行了国内首台超临界600MW智能可收放刷式汽封改造。该汽封的技术核心为取消了传统汽封背部的板弹簧，取而代之的是在每圈汽封弧段端面处，加装了四只螺旋弹簧。停机状态、机组启动过程中及功率在25%-30%以下时，汽封弧块在弹簧应力作用下处于张开状态，此时汽封与转子之间的间隙可达3.81mm，有效地保护转子，保证启动安全。

2.2 高压部分布莱登汽封改造

布莱登汽封取消了传统汽封背部板弹簧，在汽封弧块端面加装了四支螺旋弹簧，汽封弧块在弹簧应力作用下使汽封弧块远离转子。机组启机时，随着进汽量的增加汽封弧块开始闭合并最终达到与转子保持最小间隙值运行，具体见图1、图2。

汽封磨损或最大磨损是产生在机组启、停机尤其是热态启动过临界时，此时机组是在小蒸汽流量下运行。布莱登汽封技术性能设计一般是在机组主蒸汽流量在3%左右时汽封开始逐级关闭，而此时恰是小蒸汽流量，汽封弧块是处于张开状态，最大张开间隙一般在2-3mm，能够有效的避免与转子的碰摩，从而避免了汽封的磨损，提高了机组运行的经济性和安全性。

2.3 低压缸轴封改造

我公司四台汽轮机整套设备及其轴封系统均为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计制造。由于原先轴封的设计和制造均受到当时技术水平的限制，改造前的四台机组在额定负荷时高压缸轴封漏出蒸汽的流量为4*1.69t/h，中压缸轴封漏出蒸汽的流量为4*1.00t/h，低压缸轴封需要消耗的蒸汽流量为4*4*0.59=9.44t/h。

3 结论

根据四台机组七年多以来的运行跟踪观察和技术改造效果总结，结合生产厂家、电科院和行业专业的试验实践分析思路，从运行优化、检修维护和节能改造等方面探究超临界600MW汽轮机效能优化的相关结论如下：

1）哈汽厂生产的超临界600MW典型机组，根据投产以来的实践跟踪，机组实际热耗值普遍超出设计值的3%左右，在7700-7800kJ/（kW.h）左右。通过大小修的技术改进，基本只能将热耗值降低在70-80kJ/（kW.h）；

2）利用机组的实际运行情况，定期对机组的调门重叠度、速度变动率、运行滑压曲线和循环水系统运行调整等方面重点关注，及时做好调整；

3）在机组的揭缸检修中应注意对受损汽封进行修复，并彻底清扫动、静叶等通流部分，同时重视汽封间隙的调整，尤其是高中压通流部分：详细、准确的测量出汽缸变形对洼窝中心的影响量，确定调整方式，调正汽缸、持环、隔板的洼窝中心，在现场条件允许的情况下，最大限度上做到动、静叶同心，再调整汽封；根据制造厂提供的汽封间隙标准进行全实缸调整；调节级阻汽片一般是镶嵌式齿片，焓降占高压缸比重大，对高压缸效率影响突出，若间隙超标须拔掉重镶。

4）根据同类机组的改进思路和成功经验，可以通过机组的增容改造、低压缸三缸改造、低压转子次末级（515）及次次末级（288）叶片改型等方面，提高初进汽参数、降低排气参数，提高高压蒸汽做功水平和比例、降低高品质蒸汽损耗，全面降低机组热耗。

【参考文献】

[1]余铸忠.国内首台600MW汽轮机智能刷式汽封改造[J].清洁高效燃煤发电技术协作网论文集，2012（10）：204.

[2]余铸忠.超临界600MW双背压汽轮机抽真空系统优化实践[J].热能动力工程，2012（27）：6-8.

[3]余铸忠.超临界600MW汽轮机低压缸轴封改造实践[J].电力技术，2013（7）：25-27.

[责任编辑：丁艳]

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