摘要：文章结合实际案例，分析了电厂汽轮机机组存在的问题，并针对性地提出了节能改造方案并予以实施，实践证明节能改造效果良好，各项指标符合规范要求。
关键词：电厂；汽轮机；节能技术；节能改造
某电厂3号汽轮机由上海重型电机厂生产，型号为N100～90/535。机组于1985年10月投产由于机组设计技术落后及设备老化，致使机组经济性、可靠性较差。该机组设计热耗率9254.1kJ/(kWh)，而实际热耗率已达9658.1kJ/(kWh)。对此，采用北京重型电机厂的成熟改造技术对3号汽轮机进行改造，2005年11月26日改造竣工。机组投运后进行了改造后性能鉴定试验，试验参照《汽轮机性能试验规程1996》的有关规定执行。
一、改造前的经济性分析和机组存在的问题
在100Mw负荷下的汽轮机组内效率设计值为86.1％，试验值为81.2％，经分析认为通流部分效率低的主要原因是：
1.通流子午面不光滑，加工粗糙，通流损失加大；
2.叶片型线是前苏联20世纪四五十年代的老型线，空气动力学性能差，叶型损失较大；
3.级间焓降分配欠合理，级效率低；
4.动叶上下密封不好，间隙过大，造成级的漏汽流量增大；
5.部分级动叶顶部无围带或有拉筋，增加了蒸汽泄漏损失和流动损失。
二、改造目标
1.全部动静叶片采用全三维设计技术进行流道优化分析，采用数控工艺和设备进行加工，保证叶片的型线和气动性能符合设计要求，以提高机组出力和效率。
2.取消高压汽缸法兰螺栓加热装置，采用加厚窄法兰，既简化结构，又使机组起动时操作方便，充分适应调峰运行。前轴承座定中心凸肩由固定式改为可调整式结构。
3.高压导汽管以及各抽汽口的位置基本不变，原来的回热系统不变。
4.前轴承箱、轴承座安装位置以及汽缸与前后轴承座的联接方式不变。
5.机组的原有基础不动，制造厂提供改造后的动静负荷分配图。
6.改造后的机组额定功率110MW，最大连续功率113MW。
三、改造方案及其实施
(一)高压缸通流部分
1.转子由1个单列调节级和15个压力级(原设计为1个双列调节级和14个压力级)组成。改造后设计工况效率达到70％以上。动、静叶型采用新型高效叶型，光滑子午通道。第2级至13级为等根径，抬高根径至d1000ram，第14级至第16级的动叶根径分别为d1040mm、d1080mm和d1150mm。所有动叶片均采用整体围带，提高了叶片的动强度。
为了适当放宽机组起动过程中对差胀的要求，并能适应快速起动，增大高压隔板汽封轴向间隙值：第1级至第11级由原(1.0～1.5)mm放大到(2.0～2.5)mm；第12级至第19级由原(2.0～4.1)mn放大到(2.5～5.0)ram。
2.采用焊接隔板，隔板静叶取消了原有的加强筋，全部采用宽、窄叶片组合的分流叶栅结构。为了使整个流道光顺，末3级隔板顶部采用斜通道。
3.高压轴封和部分隔板汽封由弹簧片汽封改为自调整汽封(布莱登汽封)，其可有效地避免大轴与汽封碰磨，保证机组安全起停；减少检修工作量，节省检修费用；能维持较小的汽封径向间隙减少漏汽，达到长期保持机组正常运行时的安全性和经济性。高、低压缸共51道汽封改为自调整汽封。为了适应快速起动需要，汽封轴向间隙全部增大(1.0～1.5)mm。低压缸轴封、隔板汽封间隙不变。改造后的各汽封间隙值参照制造厂要求值进行控制。
(二)低压缸通流部分
采用200MW机组的低压缸优化改造方案，全部采用焊接钢隔板，并提高根径；低压转子前4级动叶片均没有拉筋，全部采用整体围带；叶顶各加装4道迷宫式汽封片，以减少动叶顶部的漏汽损失。末级动叶采用高强度的动叶材料，提高疲劳强度和耐水蚀性能。
(三)更换部件
1.高压缸，高压喷嘴组；
2.高压转子(整锻转子)和叶片、低压转子及其叶轮和叶片；
3.高压前轴封套及前轴封，高压后轴封套及后轴封和高压隔板汽封(全部采用自调整汽封)，低压缸前后轴封套及前后轴封，低压隔板汽封(采用自调整汽封)；
4.高压隔板套及高压隔板、低压隔板；
5.高压缸滑销系统各销子。
(四)轴承
3号机组在以往运行中存在油膜振荡。1号～49轴承运行中曾磨损过，大修中对其部分轴承进行过处理，但未能从根本上解决问题。本次改造，将1号～4号轴承由三油楔轴承更换为椭圆轴承。运行结果表明，该机组油膜振荡基本消除，而且未增加润滑油系统的负担，稳定性明显改善，至今运行情况良好。