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佳木斯发电厂#11机通流部分技术改造 |
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| 佳木斯发电厂#11机通流部分技术改造 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 16:58:13  |
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摘要：佳木斯发电厂#11汽轮机结合供热技改工程对其通流部分进行改造。由于是全国同类型机组首台改造，所以采用了许多新技术选择了最佳的改造方案，以更好地达到降低热耗，提高汽轮机效率，为同型号机组改造总结经验。
关键词：汽轮机 通流部分改造
1 前言
佳木斯发电厂#11机是由哈尔滨汽轮机厂生产的型号为N100-90/535型机组。自1978年9月投产发电至2001年8月25日进行供热改造之前已经运行23年，该机组属哈汽厂设计的老型100MW机组，由于设计不合里，该型机组效率低、能耗高，影响机组的经济运行。另外该机组设计时是带基本负荷的机组，但随着电网构架的变化不能适应电网调峰的需求。该机与现代机组相比其通流部分存在许多缺点，如：a 老机组叶片型线气动性能差、动静叶片匹配不佳 ；b 叶片采用铆接围带，铆钉外露，围带汽封齿少漏汽损失大；c 高、低压缸均有阶梯形通道，流线不光滑易产生流动损失和冲击损失；d 低压缸动叶拉筋较多，使汽流发生绕流、脱流、局部加速等，这些都增加了流动损失降低了机组的效率。
此次结合佳木斯发电厂供热技改工程，对其通流部分改造，开创了全国同型号机组改造先河。通流部分改造采用"北京全三维动力工程有限公司"的先进技术，改造后可使通流部分效率提高5%以上，而且安全性、经济性以及机组适应调峰的能力都将得到保证和提高。同时，采用成熟的抽汽调节技术可使机组具有灵活的热电联供性能。
2 改造方案的确定
目前100MW汽轮机通流部分技术改造成熟的方案有两种，一 是仍采用双列调节级，高低压级数不变；二 是采用单列调节级，高压缸增加一压力级，并且更换高压缸及高压转子。 北京全三维动力工程有限公司提出了六种改造方案。即
我们知道双列调节级焓降大、效率低，如果改为单列调节级，仅此一项措施就可使机组热耗下降84-126kJ/kwh。采用单列调节级后，调节级后的压力/温度将由46.4ata/455℃变为62.4ata/490℃左右，因此需要增加一个压力级，并且缸体材料等级也作相应提高，因此需更换高压缸及高压转子。 抽汽供热方式如果采用旋转隔板方案，旋转隔板合理的位置是布置在高压缸后部，要实现这个方案就要将高压缸内压力级的叶轮根径从原来的φ901抬高至φ1050。若转子直径不变，则隔板挠度肯定要增加；若将转子抬高，使隔板挠度达标，则转子的重量必然增加，这将造成基础负荷的变化，并且汽缸的直径还需增大，这对目前情况下的机组改造是不允许的。另外末级叶片高度采用665mm对变工况适应性强。综合上述分析，我们决定采用即可降低热耗又可保持原有基础不动并尽量保留原本体可用部件，以利于降低成本缩短工期的第四种方案。
2.1 改造的制约条件
2.1.1 轴承跨距保持不变；
2.1.2 高压主汽门及导汽管现有安装位置不变；
2.1.3 额定转速、旋转方向不变；
2.1.4 与发电机的连结方式和位置不变，与盘车装置连接方法及位置不变，与主油泵的连接方式和位置不变；
2.1.5 现有回热系统不变，现有轴封供、回汽系统不变；
2.1.6 改造后设备必须满足现场安装要求，高压缸、前箱、低压缸的相对位置不变，高压排汽口与高低压连通管接口位置不变；
2.1.7 机组的基础不动，供方提供改造后的动静负荷分配图；
2.1.8 热网加热器凝结水以120℃补入#3DJ与#4DJ之间的给水管道；
2.2 改造的基本要求
2.2.1 改造后机组技术规范：
主蒸汽温度： 535℃
主蒸汽压力： 8.83Mpa
额定抽汽压力： 0.245Mpa
抽汽压力调整范围： 0.196-0.294Mpa
额定抽汽量：0-250t/h
纯凝最大连续运行功率： 110MW
2.2.2 改造后机组应能在最大抽汽工况到纯凝最大连续运行工况之间任何一种运行方式下长期、安全、稳定地连续运行。
2.2.3 汽轮机在额定转速运行时，各轴承振动不大于0.03mm，轴振不大于0.08mm；各转子及轴承通过临界转速时双振幅振动值应不大于0.10mm。
2.2.4 当汽轮机做超速试验时，应能在114%额定转速下短时间空载运行，任何部件不应超应力，各轴承振动不应超过允许值。
2.2.5 汽轮机在排汽温度65℃时能长期运行，在不高于80℃时能低负荷连续运行。
2.2.6 末级叶片防水蚀措施采用焊接司太力合金，次末级叶片应做硬化处理。
3 改造原则
3.1 将现有N100-90/535型凝汽式汽轮机改型为可调整抽汽式汽轮机（与HG410/100-9型锅炉配套）；
3.2 提高机组经济性，机组3VWO纯凝工况热耗率8813.3Kj/Kwh；
3.3 原双列调节级改为单列调节级设计，高压转子级数为I+15=16级；
3.4 保留轴承、低压轴、低压汽缸；更换高压汽缸、高压转子及全部通流部套；更换调整门；
3.5 调整抽汽方式为在高、低压联通管上加装调节碟阀，进行抽汽控制；
3.6 改造后能适应两班制调峰要求，在机组改造设计中加大高压通流轴向间隙，原动叶根部的轴向汽封改为径向汽封，并采用高窄法兰结构，加大转子过渡圆角等措施以保证机组两班调峰的要求；
3.7 改造应符合"北京全三维动力工程有限公司"通流设计要求；
4 通流部分改造采用的新技术
4.1 新设计的高压缸前部采用高窄法兰，螺栓规格由M100改为M120，材料由 25Cr2Mo1V改为25Cr2Mo1VTiB，并且取消了法兰加热装置。这样有利于机组的快速启停和对变工况的适应能力，同时减少了运行操作。
4.2 调节级采用子午面收缩静叶栅，可有效减少二次流损失，使调节级效率提高1.7%左右。
4.3 压力级动叶自带围带整圈联接。自带围带消除了铆接围带时的应力集中，围带整圈连接动应力小，便于调频使机组运行安全可靠。
4.4 动叶围带内斜外平。内斜构成光滑子午面通道，外平能增加汽封道数，减少漏汽损失。
4.5 压力级均采用"后加载"高效静叶栅。该叶栅吸力面、压力面均由高阶连续光滑曲线构成，当来流方向在±30°角内变化时可保持较低损失，这一特性有利于机组的变工况运行。
4.6 重新设计的隔板数控加工，焊接而成，其刚度大组成的汽道光顺有效地降低了工质的流动损失和冲击损失。
4.7 动叶的自带围带整圈联接，具有强度大、抗振动特性，从而消除了由于拉 金存在而产生的绕流损失。取消拉金可使级效率提高1%。
5 通流部分改造遇到的问题
5.1 此次通流部分改造均由佳木斯发电厂汽机工区承担。在安装中，根据实际情况制定了安装方案，克服了产品分批出厂、厂内没进行总装带来的各种困难和问题，保证了安装质量，并达到优良水平，受到三维公司与哈汽厂组成的验收组高度评价。
5.2 在安装过程中我们发现，栽入高缸下法兰规格为M120和M76的螺栓，有14条不同程度存在歪斜现象，最大歪斜角为13°左右。螺栓与缸面不垂直将增加螺栓弯应力，降低螺栓强度，缩短螺栓使用寿命，使法兰泄漏。我们采取的措施是设计、加工球面垫，以抵消螺栓的弯应力。
5.3 由于哈汽先提供的高压缸及高、低压缸内各部套，后提供的高、低压转子。按照哈汽的安装工艺必须先利用高、低压转子定缸，然后为缸内各部套找中。那样至少延误一个月的工期。佳厂技术人员经过分析、研究，决定先用高、低压假轴为缸内隔板套、隔板、汽封体找中，后用高、低压转子定缸从而抢回了工期，为早日发电赢得了宝贵时间。
6 通流部分改造前、后的经济指标比较，以及改造后机组运行情况
改造后的#11机，于2002年3月6日一次启动成功，并网发电。现在机组运行情况良好，可在功率110MW下连续运行，各项参数控制在允许范围内。轴承振动值均在0.03mm以内，并且顺利通过各种试验。2002年4月，由黑龙江省电力科学院与佳木斯发电厂热力试验室共同对改造后的#11机进行了热力特性试验，100MW时热耗率较改造前下降了788.34kJ/kWh左右，机组在3VWO（纯凝）热耗率为8838.39 kJ/kWh，低于保证值8841.84 kJ/kWh,机组在10MW时高压缸效率达84.12%,低压缸效率达88%,试验结果如下：
注：改造前、后实测值均为修正后结果。
7 结论
佳木斯发电厂#11机通流部分改造不但延长了老机组寿命，同时达到了节能降耗的目的。也为同型号机组的改造总结了经验，开辟了道路。
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