50mw汽轮发电机组增容改造

　　 50 MW汽轮发电机组增容改造刘维红1，于国强2(1.华北电力大学科技学院，河北保定071051；
2.保定电力职业技术学院，河北 保定071051)
摘　要：介绍50 MW汽轮发电机组的增容改造的实施方案及运行情况。通过改造，机组的发电出力增加了10 MW，同时降低了汽耗、减少煤耗，大大提高机组的安全性与经济性。
关键词：汽轮机；增容改造；经济性?
Abstract: The reformation scheme of capacity expansion for 50MW turbo-generator set and the operation condition after the reformation have been introduced. Through the reformation, the generated output of this set has increased by 10MW, and at the same time, steam consumption and coal consumption have been reduced, whi ch has enhanced the security and economy of the set greatly.

Key words: steam turbinereformation of capacity expansioneco nomy
随着技术的不断发展与用户对抽汽机组要求的提高，早期50 MW抽汽机组在经济性、自动化程度、电热负荷调整的灵活性等方面已不能适应部分用户的要求。为了提高机组的效率、出力及降低机组的发电煤耗，北京全三维动力有限公司与哈尔滨汽轮机厂联合对某电厂的50 M W机组汽轮机通流部分进行了改造，使机组在原额定参数、额定蒸汽流量下提高了出力，改后机组增容为60 MW，且通过实验可证实机组运行的安全性和经济性均得到了相应的提高。 1设备技术规范
某电厂5号机为上海汽轮机厂生产的C50-90/13-1型高压、单缸、冲动、抽汽冷凝汽式汽轮发 电机组，发电机型号为QFS-60-2型。额定主汽温度535 ℃，额定主汽压力8.83 MPa，额定蒸 汽量310 t/h，机组共有六段抽汽，第一、三、四、五、六段抽汽为不调整抽汽，其中第四段抽汽已堵死，第二段抽汽为调整抽汽。机组共18级叶轮，第一级为速度级，第八级为中压单列级，其它15级为压力级。回热系统为2个高压加热器、3个低压加热器、1个除氧器。? 2机组存在问题及改造方案
2.1机组存在问题
该机组的额定负荷为50 MW，1981年9月投产，设计最大电负荷为60 MW，最大热负荷为230 t /h 。该厂热负荷一直在最大负荷工况下运行，而电负荷却只能在额定电负荷50 MW工况下运行。其原因是低压缸部分叶片存在设计强度不足的问题，为避免断叶片问题出现，只能降低低压缸出力，允许带额定负荷50 MW。因此，增容改造的重点是对末四级叶片改型更换。北京全三维动力有限公司与哈尔滨汽轮机厂对该电厂5号机组认真分析和充分论证测算后，决定改造机组的通流部分，以提高机组的安全可靠性及经济性，同时也解决低压缸通流部分叶片强度不足的问题。
2.2改造目标、方案及主要技术措施
2.2.1改造目标
(1) 提高机组效率：低压缸通流部分（末四级）改造可降低热耗约75 kJ/kW·h，若再改造 其余通流部分的隔板静叶可降低热耗约250 kJ/kW·h。
(2) 增加机组出力：机组设计工况、纯凝汽工况的出力均为60 MW，可长期连续安全运行。
(3) 提高机组自动化水平。
(4) 解决包括低压缸叶片强度、推力瓦温度、前汽封漏汽等技术问题。
(5) 改造在正常的大修周期内完成。
2.2.2改造方案
本次改造采用旧转子，旧联轴器，通流其余部分全部采用新设计及制造的零部件，改造内容包括：喷嘴组、全部动叶、全部隔板、隔板汽封、汽封环、径向推力联合轴承、第3级隔板套。
（1）调节级喷嘴组叶栅，采用子午面收缩静叶栅。新设计的喷嘴组采用静叶根部与喷嘴内 环整体铣制，叶顶和外环焊接结构，确保叶片与顶部子午面型线的加工制造精度。
（2）调节级动叶片由于喷嘴叶栅采用了子午面收缩型线，相应调整动叶片安装角；同时光顺动叶型线，使型线曲率更加光滑，减少型线损失；动叶顶部采用自带冠围带，并用燕尾形成连接；径向汽封齿由三道增至四道。
（3）压力级隔板叶栅分别采用分流叶栅、弯扭静叶栅、“后加载”龟头等截面和变截面静叶栅等先进技术，降低叶栅流动损失。
（4）压力级隔板均采用焊接隔板。
（5）动叶型线优化，采用高效叶型，减少叶型损失。动叶顶部全部采用自带冠围带，低压部分采用内斜外平结构，通流子午面光顺。


50 mw汽轮发电机组增容改造 : 　
（6）为提高叶片的强度，取消全部拉筋。
（7）各级动叶片静强度及动强度Ab值均有较大提高，能适应抽汽量从0～230t/h变工况的需要。
（8）末级、次末级根部高反动度设计以及末级静叶根部子午面设计。末级叶片进汽侧镶焊 司太立合金，次末级动叶进汽侧电火花强化。? 3改造后机组的主要技术指标和性能
3.1汽轮机级数
1个单列调节级+7级压力级+1个旋转隔板调节级+8级压力级。
3.2性能保证值
（1）汽轮机额定工况（出力60 MW,抽汽量160 t/h）下汽轮机热耗6 537kJ/kW·h，缸效率82%。
（2）汽轮机经济工况下热耗6 222 kJ/kW·h，缸效率82%。
（3）纯凝汽60 MW工况热耗9 695 kJ/kW·h，缸效率82%。
（4）最大抽汽量可达230 t/h。
（5）带负荷运行状态：
轴振最大值（峰-峰值）≤80μm
各方向瓦振最大值（峰-峰值）≤25μm
临界转速下：
轴振最大值（峰-峰值）≤140μm
各方向瓦振最大值（峰-峰值）≤75μm? 4机组改造前后的效益比较
由表1可见，改造后在50 MW负荷下热耗率降低了409 kJ/kW·h，如果该机组年运行8 000 h，按热耗率每降低1 kJ/kW·h年可节标煤16 t计，全年节煤6 546.4 t；按该厂完成的标煤单价235.87元计，年可节约人民币154.4万元。改造后机组在60 MW工况下运行与改前50 MW工况相比，热耗降低了801.5 kJ/kW·h，由此可见，机组在60 MW工况下运行更经济。? 5结论
此次改造，由于采用了更符合蒸汽流动流型设计的叶片，使机组的叶片效率得以提高，同时因取消了叶片拉筋，也使叶片的强度得以改善，机组改造后基本上消除了事故隐患，使机组可用率提高，修理费用大为降低。故安全性与经济性均不同程度地得以改善。机组改造后，运行工况更趋合理，电负荷调整灵活性、适应性增强，可保证60 MW负荷安全连续进行。故建议为充分发挥机组的效益，改造后的机组尽量保证在60 MW工况下运行。参考文献〔1〕翦天聪.汽轮机原理〔M〕.水利电力出版社,1992.
〔2〕大容量火电机组的运行译文集〔C〕.哈尔滨电站设备成套所,1987.
〔3〕能源部西安热工研究所主编.热工技术手册(汽轮机组)〔H〕.北京:水利电力出版社,1991.四川电力技术


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