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300MW机组循环水泵改造及经济性评价 |
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| 300MW机组循环水泵改造及经济性评价 |
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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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1 前言
山东莱芜电厂2号机是上海汽轮机70年代设计制造的超高压中间再热冷凝式机组，型号为N125-135/550/550，投产于1973年，由于设计年代早，该型机组效率低，热耗高（平均热耗比国际水平高出454kJ/kWoh），机组每年多耗标准煤约1.1万吨，多损失煤耗费用约300万元。
2 莱芜电厂125MW汽轮机改造的必要性和可行性
2.1 改造的必要性
莱芜电厂#2机组大修前的热力试验实测热耗值与国际水平的比较见表1： 表1 3台机组实测热耗值与国际水平比较表
2.2 改造的可行性
原125MW机组通流部分效率低，主要问题为：
(1) 总的原因是设计年代早、技术落后。
(2) 叶型损失大、效率低。
(3)某些级的速比和焓降分配不合理，导致热力特性参数偏离最佳值，级效率低。
(4)通流子午面不光顺，特别是中压缸后段和整个低压缸呈明显的阶梯形通道，容易产生脱流，加大了通流损失。
(5)动静叶片匹配不佳,叶片来流攻角偏大,增加了攻角损失。
(6)部分级动叶顶部无围带，增加了泄漏损失。
北京全三维动力工程有限公司及哈尔滨汽轮机厂根据以上问题，利用先进的设计、制造技术提出了对原125MW机组通流部分的改进措施，其主要内容有：
(1)叶型设计采用三维气动热力设计技术以减少叶型损失，高中压共18个压力级隔板静叶片为"后加载"新叶型，静叶全部采用弯扭静叶片。
(2)调节级子午面收缩静叶栅以减少二次流损失。
(3) 高压各级动叶片采用自带冠结构，中压各级动叶片采用自带围带整圈联接，低压各级动叶片顶部均为自带围带、内斜外平结构，末级710mm动叶围带整圈连接。
(4) 顶部采用多重汽封齿减少漏汽，动叶顶部汽封齿由原设计的2片增加为为4片，以减少漏汽。
(5)阻尼型叶片减少漏汽损失。
(6)末级叶片采用弯扭型静叶片，子午面根部反凹造型，提高根部的反动度，减少了对叶片的水蚀。
(7)高中压外缸法兰加厚减窄，改为高窄法兰结构，取消了法兰加热装置。
(8)机组滑销系统进行了改进，1号、2号轴承座与外缸的连接采用新型推拉装置，彻底解决了机组膨胀不畅和汽缸跑偏问题。
改造后保证热耗值为8118.85Kj/Kwoh。比#2机修前热耗8688.12 Kj/Kwoh降低569.27Kj/Kwoh，折合煤耗19.4g，节能效益巨大，改造后机组额定负荷由125MW增大到135MW。
3 125MW汽轮机通流部分技术改造的实施
改造的主要内容
通流部分更换的主要部件有：
(1)高中压缸内、外缸、通流部分、高中压转子及其附件全部更换。
更换低压内缸，低压部件除保留外缸外，其它所有部件（包括：转子、隔板、汽封等）全部更换。
(2)更换前轴承座，中轴承座、后轴承座及发电机后轴承座，更换前箱台板，将#1-5轴承更换为椭圆型轴承。
(3)更换高、中压导汽管及中-低压联通管。
(4)更换并改造主油泵及小轴头总成（主油泵、小轴头总成含危急速断器及旋转阻尼、测速齿轮等）。
(5)整体更换高排逆止门及#1、3、4、5段抽汽逆止门。
3.1.2 配合本体通流改造，同时进行了汽轮机调节系统改电调（DEH改造）工作，改造后的DEH系统主要功能：自动同期控制（DAS）；机组负荷控制；参与机组协调控制（CCS）；主汽压力控制（TPC）；多阀控制功能；阀门活动试验；超速保护功能（OPC）；参数监视功能。
3.1.3 改造后汽轮机的主要参数
3.1.3.1 额定工况下
额定功率：135MW
主汽压力：13.24MPa
主蒸汽温度：535℃
再热蒸汽压力：2.395MPa
再热蒸汽温度：535℃
主蒸汽流量：394t/h
额定工况排汽压力：0.0049MPa（绝对）
冷却水温度：20℃
汽轮机转速：3000r/min（从机头看为顺时针方向）
额定工况最终给水温度：239.3℃
功率因数：0.85
保证热耗：8122kJ/kWh(1940kcal/kWh)
给水回热系统：2高加+1除氧+4低加
控制系统：数字电液控制系统（DEH系统）
3.1.3.2 高加全切除工况下
保证出力：135MW
主蒸汽压力：13.24MPa
主蒸汽温度：535℃
再热蒸汽温度：535℃
主蒸汽流量：379t/h
背压：11.8kPa
冷却水温度：20℃
功率因数：0.85
3.1.3.3 夏季工况下
保证出力：135MW
主蒸汽压力：13.24MPa
主蒸汽温度：535℃
再热蒸汽温度：535℃
主蒸汽流量：420t/h
背压：11.8kPa
冷却水温度：33℃
功率因数：0.85
热耗：8512Kj/kWh(2033kcal/kWh)
3.1.3.4 最大工况下
保证出力：140MW
主蒸汽流量：417t/h
背压：5.3kPa
冷却水温度：20℃
热耗：8181Kj/kWh(1954kcal/kWh)
3.2 改造施工
改造前主要改造部件安装前的准备
拆除所有保温,割开所有与高中压外缸相连的管路，拆吊高中压外、内缸，开缸后测量以下数据，以备安装新部件参考：转子轴系中心，作为新转子找中及高中压缸、轴承座找正的参考；轴颈扬度、轴承座水平和标高,作为新转子找中的参考；低压内、外缸相对转子中心尺寸，作为新转子找中的依据；轴承座与汽缸洼窝中心，轴承座各部标高测量，作为更换轴承座的原始数据，校验原基础安装是否符合图纸要求；轴承油挡洼窝中心测量，作为新轴承座就位的参考；测量低压缸水平、低压缸轴封洼窝中心，作为低压缸检修及更换的依据；轴承座台板标高测量，作为台板更换的依据；
1号、2号、3号轴承座研磨，校正轴承座中心。
(3)高中压外缸、内缸上台复装、中心找正，隔板汽封中心找正，汽缸定中心梁安装。
(4)半实缸下轴系中心找正，各道轴承安装，轴子轴向位置按照制造厂整定值"K"值定位，推力间隙调整。
(5)高中压缸通流部分间隙的测量及调整。
(6)轴系中心精找正，连轴器垫片配制，连轴器绞孔。
(7)高中压部分总装，更换高中压导汽管道。
(8)低压部分总装。
(9)配合本体通流改造，汽轮机调节系统改电调（DEH改造）工作同步进行。
4 改造效果及存在的主要问题
4.1 改造效果
4.1.1 改造后机组试运概况
莱芜发电厂2号汽轮机通流部分改造后于2003年7月28日锅炉点火冲转，3000r/min时汽轮机各轴承瓦振均小于0.03mm、轴振均小于0.076mm，各项指标均在合格范围内，各种自动、保护装置全部投入运行，机组运转情况良好，机组负荷稳定，各项参数正常。
4.1.2 试验情况
135MW工况修正热耗率为 8188.32kJ/kW.h（1955.75kcal/kW.h）。高压缸效率为79.5%(设计值82.71%)，中压缸效率为89.87%(设计值91.29%)。修正后的低压缸效率为88.0%(设计值87.91%)。
夏季工况试验：试验排汽压力为11.65kPa，机组出力稳定为135200.3MW。将汽机排汽压力修正到10.4kPa，机组能发出139468 MW，各监视指标均在安全范围内。
最大出力试验：修正到额定主汽参数，汽轮机四个调节阀全开，机组能发出140899MW，各监视指标均在安全范围内。
125MW工况修正热耗率为 8271.8kJ/kW.h。
缸效率未达到设计值是机组热耗率未达到设计值的原因之一，椐核算缸效率降低1%对热耗率的影响分别为15.7 kJ/kW.h、26 kJ/kW.h、30 kJ/kW.h。根据实测缸效率推算的机组热耗率与试验结果基本吻合。
4.2 存在的主要问题
(1)高中压后轴封漏气量大。经分析原因为轴封所用敏感式汽封备部弹簧在高温下支撑力不够，无法将汽封顶到位，造成漏气量大。拟在大修时更换为普通汽封。
(2)#3、4轴承振动偏大。分析原因为#3、4轴承基础有松动现象，或接触不牢固。下次大修进行处理。
5 结论
莱芜发电厂2号机汽轮机通流部分技术改造是成功的，技术指标在国内同类型机组改造中处于较好的水平，为今后我厂1号、3号汽轮机（125MW）通流部分改造积累了宝贵的经验，对于早期国产125MW汽轮机节能增容改造具有参考意义。
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