莱芜发电厂125MW汽轮机通流部分技术改造

电力18讯：    作者：孙玉明　

     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