冷凝式汽轮机的现代化技术改造

  仪器信息网 ·  2009-12-02 21:40  ·  45297 次点击
摘要:冷凝式汽轮机至改造时已投运二十多年。由于该型号机组设计年代早,热力性能比较落后,热耗高,效率低,改造前热耗高达9624KJ/KWh,效率远低于当今先进水平,可靠性方面也存在较多问题。为达到大幅度增容降耗、延长机组寿命、提高机组可靠性、增强调峰能力等目的,本文经论证,提出对该种汽轮机设备进行现代化技术改造的若干措施。
1汽轮机现代化技术改造的必要性
1.1原机组设计、制造方面存在的问题:
1.1.1高压缸
A:早期叶型的型损大。早期的125机组采用苏联的叶型,与现在所采用的新型叶型相比型损要大1倍左右。
B:加强筋型隔板。原高压缸均采用带加强筋型的隔板结构,由于早期的加强筋结构和制造加工的原因,在汽道中引起强烈的旋涡,进一步加剧了端损和型损。使高压缸效率下降约4-6%,甚至更大。
C:动叶径向间隙的漏汽较大。由于动叶采用伸出式的铆钉头结构,径向汽封齿数只能布置二个。与现在的结构相比,漏汽损失较大。
D:动、静之间的泄漏。原高压缸各级的根部反动度接近于零,甚至更低,动叶根部前后的压力基本相等甚至动叶根部出口压力大于动叶根部进口压力。使通过隔板径向间隙的漏汽一部分通过叶轮的平衡孔流出,还有一部分流入主流道对主流产生扰动,增加流动损失。
1.1.2中压缸
A:进口流道汽流组织不合理。在汽缸中分面处有二个加强筋,堵塞了进汽流道,使高中压的分缸压力提高,并恶化了进口流场。
B:叶型落后。由于中压缸叶片的高度比高压缸的大,因而二次流损失所占的比例相对小些,主要是型损占很大比例。
C:动叶径向漏汽大。这与铆钉头结构有关,只能安排二个齿。
D:流道不光顺,汽流没有组织好。中压缸的后几级的扩张角较大,流道仍用阶梯形从而增加了损失。
1.1.3低压缸
A:设计方法落后。低压缸采用一元流设计,没有经过流场计算(当时没有方法,也没有计算工具),热降分配上有不足之处。
B:子午面流道不光顺。叶片的根部和顶部的流道成阶梯型,特别是最后二级其顶部的扩张角达45°。
C:漏汽损失大。一般讲,漏汽损失在低压缸总损失中占比例不大。但由于老的125MW机组的低压缸,前二级有围带,后四级都没有围带,径向的泄漏很严重。
D:叶型陈旧,损失较大。
E:末级叶型没有按超音速叶栅的设计要求设计,末级性能的好坏对低压缸的效率影响甚大。
1.2机组自身存在的问题
高中压转子因弯曲曾两次直轴,弯曲部位材料表面硬度已降低到HB176左右,若经常调峰运行其后果难以预料。
由于机组长期在低负荷下运行,使低压末二级动叶水蚀严重,每次大修中均要修整,特别是末级左侧叶片根部出汽边水蚀较重,这是在低负荷条件下末级动叶片根部负反动度较大的缘故,虽经修磨,但还是不能完全保证不存在潜在的裂纹源,影响末级叶片的安全。
低压转子多次发生断叶片及围带脱落事故,中压缸、低压缸隔板变形严重,经多次整修仍不能从根本上解决问题。除此以外,阀门卡涩、汽缸膨胀不畅、动静间隙过小、汽缸跑偏等,这些都成为影响安全运行的缺陷。
高中压汽缸变形严重,高中压缸水平结合面外张口严重,特别是中压缸东侧有约400mm长的0.5mm~0.6mm的间隙消除不掉,而且张口幅度每次大修均发现有所增加。
汽轮机在使用中常出现的一些问题:中压排汽缸接缝处变形严重,每次检修后用补焊处理,漏汽问题一直存在。中压隔板部分级塑性变形严重。高压缸进汽插管泄漏,造成外缸及一级抽汽温度过高。汽缸法兰加热柜变形,泄漏严重。汽缸在启停时膨胀不畅。一级旁路经常卡涩,减温水不能投用。疏水系统复杂,运行操作强度大,不适应调峰运行。汽轮机的监测、控制、保护系统的自动化程度低,设备老化,故障率较高,可控制性差

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