浅谈俄制500MW超临界燃煤机组通流改造

浅谈俄制500MW超临界燃煤机组通流改造

李珩

华能伊敏电厂  内蒙古 呼伦贝尔市021134

摘要：我厂#2机组是俄制500MW超临界汽轮机组，存在运行可靠性差、经济性差、热耗过高等问题。为此，我厂对#2汽轮机组进行通流改造，以提高机组出力，降低机组煤耗，消除机组运行中存在的安全隐患，延长机组使用寿命。

关键词：超临界、汽轮机、通流改造、增容、经济性、效率、热耗率

一、引言

我厂#2汽轮机组为俄罗斯列宁格勒金属工厂生产的K-500-240-4型超临界、一次中间再热、单轴四缸四排汽、凝汽式汽轮机。机组设计于上世纪70年代末80年代初，受当时设计和制造技术限制，机组的技术经济指标已明显落后当今先进技术指标。针对我厂#2汽轮机组现状，在机组A修中对#2汽轮机组进行了通流改造，以提高机组机组出力，降低机组煤耗，提高机组可靠性。目前，从改造后性能试验及机组运行状态看，机组改造取得了圆满成功。

二、改造前机组存在的主要问题

（一）经济性方面主要表现为效率低、经济性差

目前，国产600MW亚临界机组设计热耗率在7820KJ/kw·h左右，国产600MW超临界机组设计热耗在7550KJ/kw·h左右。我厂#2机500MW超临界汽轮机保证热耗为8122KJ/kw·h，与国产亚临界、超临界机组相比，其热耗率指标相差甚远，而机组的实际运行性能更差。

（二）安全可靠性差

自机组投运以来，在运行过程中先后暴漏出一些问题，严重威胁机组的安全生产。机组冷态启过程中，高、中压缸膨胀较慢，胀差难以控制；高、中压转子弯曲超标，部分轴瓦振动超标；960mm末级叶片结构强度不足、司太立合金脱落及冲蚀（国内某电厂同类型机组两次发生960mm叶片断裂故障），存在安全隐患。

三、改造总体方案

（一）改造目标

1.通过对汽轮机通流部分的改造，实现节能降耗，使机组的热耗率、效率达

到国内同类机组的先进水平。

2.通过对汽轮机进行通流改造，实现机组增容，提高机组的铭牌出力。

3.通过对汽轮机进行技术改造，提高机组的安全可靠性，消除目前机组存在

的影响安全可靠运行的缺陷，降低运行检修费用，延长机组寿命。

4.通过改造，使汽轮机满足在不同时期带基本负荷及带调峰负荷的要求，并

考虑低负荷（约75%THA）运行时有较好的经济性。

（二）改造范围

本次改造采用先进的气动、热力及结构强度设计技术对#2汽轮机进行通流改造。在前述目标和原则下，根据机组现有结构的特点。改造方案的部件更换范围如表1.1所示。

表1.1 汽轮机通流部分改造的相关零部件

四、改造施工的主要工序

（一）解体阶段

1.汽缸保温全部拆除，对所有管道支吊架进行检查，不牢固的采取临时加固措施，口径较大的管道应用工字钢、槽钢进行临时固定。

2.常规方法进行汽缸、转子、隔板、轴承的解体工作。按厂家要求做好相关数据侧量工作，并做好测量记录。主要包括：各轴颈和联轴器的扬度和标高数据，对轮解开后，需要仔细测量各轴颈和联轴器的扬度、标高及张口数据，标识好汽电联轴器端面位置。

3.切割高、中压下缸连接管道，吊出高、中外缸下缸。吊出前轴承箱和中压轴承箱。

4.按拆除先后顺序对返厂件装车返厂。主要返厂件有高压外缸、中压外缸）、前轴承箱、中轴承箱、危急遮断器小轴、盘车大齿环、联轴器套筒、中压进汽插管、高压和中压外挂汽封体、除前轴承箱外的其他轴承箱内的TSI安装支架。

（二）部件返厂期间进行非返厂部件的现场改造工作及轴瓦修复工作

1.由于我厂#2机轴瓦在金属检验中发现轴瓦钨金存在大面积脱胎现象，在此次检修中对轴瓦进行现场修复，将脱落钨金成进行清除，外聘轴瓦修复专家进行现场重新浇铸后修刮。

2.前轴承箱、中轴承箱自润滑改造工作。包括对前轴承箱、中轴承箱座架表面特福伦涂层的清理；对前轴承箱、中轴承箱座架表面的修研；前轴承箱、中轴承箱座架表面镶装自润滑DEVA合金块。

3.低压外缸加固工作。按照低压缸加固方案对两个低压外缸进行加固。

（三）回装阶段

1.返厂件及新部件到厂后开始进行回装工作。回装轴承箱，高压、中压外缸，同时进行低压转子与轴瓦配合研磨修刮工作。

2.外缸落回后进行内缸就位并与外缸找中心、隔板套和隔板就位并与外缸找中心、汽封体就位并与外缸找中心工作。

3.转子就位，各缸通流轴向间隙调整，外缸和轴承箱轴向位置调整并确定，轴系中心调整，外缸与转子找中心，推拉梁安装。转子轴向定位，#2低压转子轴向位置，以发电机对轮端面位置为基准，高压、中压、#1低压转子轴向定位以推力瓦位置为基准，#1、#2低压转子之间设有调整垫片，转子位置确定后配准调整垫片厚度。

4.汽封径向间隙调整，高压隔板阻汽片镶装加工，扣汽缸，管道的焊接和连接。

5.复测轴系中心，联轴器铰孔安装对轮螺栓，复查组晃。

6.热工测点恢复，各轴瓦及轴承箱回装，油循环。

7.汽缸保温恢复，化妆板安装。

8.静态试验、盘车、启动。

五、改造效果

（一）机组振动情况

我厂#2汽轮机组通流改造后一次启动成功。额定工况下，各轴振动峰值均在76um以内，各支撑轴承及推力轴承温度正常，其它参数指标符合技术要求。

（二）机组热耗情况

为检验#2汽轮机改造后的热经济性，委托电科院对改造后的#2机进行了全面热力性能验收试验。试验结果如下：

（1）THA工况（3VWO工况），高、中压缸效率（含阀门压损）为89.39%、94.40%，汽轮机热耗为7732.8kJ/kwh，高中压缸效率和热耗优于保证值。

（2）75%THA工况（2VWO工况），高、中压缸效率（含阀门压损）为85.21%、94.55%，汽轮机热耗为7848.8kJ/kwh，高中压缸效率和热耗优于保证值。

（3）改造后汽轮机额定出力达到了设计值550MW。 

六、经验与建议

1.本次#2汽轮机通流改造前期准备充分，对项目改造方案论证清晰，改造方案可操作性强，对项目实际操作提供了有力依据。

2.改造项目采用EPC操作模式，保证了现场改造施工质量，减少了由于现场施工问题而导致改造目标无法实现的风险。

3.本次改造项目施工工期较预计工期要长，主要是没有考虑设备返厂加工时间对整个工期的影响。

4.建议改造工程应定期召开协调会议，解决和处理改造过程中存在的问题，保证工程顺利开展。

参考资料

【1】中国电力企业联合会标准化部  《汽轮机及辅助设备》

【2】中国电力出版社  《电力建设施工、验收及质量验评标准汇编》

【3】中国电力出版社  《汽轮机原理》

【4】中国电力出版社  《汽轮机设备检修》

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