【正文】 1 大 唐 石 門 發(fā) 電 有 限 責(zé) 任 公 司 技術(shù)工作 （方案、措施、匯報(bào)、請(qǐng)示、總結(jié)） 報(bào)告 題目： 2汽輪機(jī)高中低壓缸通流改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 編寫： 初審： 審核： 審定： 批準(zhǔn)： 20xx 年 08 月 14 日 1 2 汽輪機(jī)高中 低 壓缸通流改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 一、前言 (一 ) 項(xiàng)目名稱 :2 汽輪機(jī)高中 低 壓缸通流改造項(xiàng)目 (二 ) 項(xiàng)目性質(zhì) : 技術(shù)改造 (三 )可研編制人 : (四 )項(xiàng)目負(fù)責(zé)部門 : 檢修公司 (五 )項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 二、項(xiàng)目提出的背景及改造的必要性 (一 )承擔(dān)可行性研究的單位 : 大唐 XXXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司 (二 )項(xiàng)目提出的背景 : 早期國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型 300MW汽輪機(jī)組，是 80年代初我國(guó)引進(jìn)美國(guó)西屋公司汽輪機(jī)制造技術(shù)，分別由上海汽輪機(jī)有限公司 (簡(jiǎn)稱上汽公司 )和哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司 (簡(jiǎn)稱哈汽公司 )生產(chǎn)制造，熱力系統(tǒng)由各有關(guān)的電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，設(shè)備由相關(guān)的火電公司安裝、調(diào)試。 該部分機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，從目前各電廠機(jī)組運(yùn)行情況及部分機(jī)組試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，縮小了我國(guó)大型火電機(jī)組與國(guó)際水平的差距。但由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行與維護(hù)等方面的因素，又不同程度地暴露出一些問(wèn)題，影響到機(jī)組運(yùn)行的安全和經(jīng)濟(jì)性。 國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型 300MW機(jī)組和日本三菱公司引進(jìn)西屋公 司技術(shù)經(jīng)優(yōu)化改進(jìn)制造的 350MW機(jī)組屬同類型機(jī)組。據(jù) 199 20xx年度所公布的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，國(guó)內(nèi)進(jìn)口己投運(yùn)的日本三菱公司機(jī)組，平均負(fù)荷率 ％，非計(jì)劃停運(yùn) 409h，等效強(qiáng)迫停運(yùn)率 %，等效可用系數(shù) %，廠用電率 ％，補(bǔ)水率 ％，凝汽器真空度 ％，鍋爐效率 ％，供電煤耗率()。與其相比較，國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型 300MW機(jī)紐平均負(fù)荷率 %，但等效可用系數(shù)低 ，補(bǔ)水率高出 ，廠用電率高出 ，凝汽器真空度低，鍋爐效率低 ，供電煤耗率高出 ／ (kWh)。由此可見，現(xiàn)運(yùn)行的早期國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型 300MW機(jī)組各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)與同類型進(jìn)口機(jī)組相差甚大，機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益不能得到充分發(fā)揮 。 通過(guò)制造廠、設(shè)計(jì)院多年對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收和改進(jìn)，新型機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和可靠 2 性得到 了 大幅度的提高，機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)基本達(dá)到設(shè)計(jì)值。如哈汽公司對(duì) 300MW機(jī)組汽輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在將近 20年內(nèi)進(jìn)行三次較大的改進(jìn)，目前 73B型機(jī)組的效率、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等遠(yuǎn)優(yōu)于早期產(chǎn)品。 我公司＃ 2 汽輪機(jī)（ 及 原＃ 1 汽輪機(jī)）低壓轉(zhuǎn)子末兩級(jí)葉片圍帶采用鉚接拱形圍帶，該結(jié)構(gòu)形式的圍帶經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后就會(huì)出現(xiàn)不同程度的斷裂或裂紋。經(jīng)過(guò) 1997 年、 20xx年分別對(duì)＃ 2 機(jī)組末兩級(jí)葉片圍帶進(jìn)行加厚改造后，斷裂情況有所好轉(zhuǎn)，但在每年小修停機(jī)后檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，末兩級(jí)圍帶及拉筋仍然存在不同程度的斷裂情況，因?yàn)樾⌒拗袩o(wú)法處理，只能采取監(jiān)視運(yùn)行的方式，機(jī)組存在較大的安全隱患。 如 20xx 年＃ 2 機(jī)組 B 級(jí)檢修時(shí)對(duì)低壓末級(jí)葉片和圍帶進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)低壓轉(zhuǎn)子末級(jí)拱形圍帶斷裂 6 處，圍帶飛脫 2 處，拉金斷裂4 處。 另外，國(guó)內(nèi)同類型的機(jī)組絕大部分已經(jīng)將末 兩級(jí)葉片進(jìn)行了更換，沒(méi)有進(jìn)行更換的機(jī)組如渭河電廠、哈三電廠等，在機(jī)組運(yùn)行中還出現(xiàn)過(guò)末兩級(jí)葉片斷裂的情況，損失慘重。衡水電廠次末級(jí)葉片也出現(xiàn)過(guò)斷裂的情況，該廠已更換末兩級(jí)葉片。而且，我公司＃ 2 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)對(duì)于質(zhì)量不平衡的響應(yīng)特別敏感，在 1m 的直徑上，反對(duì)稱加 1Kg 質(zhì)量，將會(huì)導(dǎo)致軸振動(dòng)變化 180um～ 200um，一旦發(fā)生末級(jí)葉片斷裂情況，將嚴(yán)重威脅主機(jī)的安全運(yùn)行。 根據(jù)我公司了解到的情況，目前低壓轉(zhuǎn)子末兩級(jí)葉片已經(jīng)改造的電廠有雙遼電廠、鐵嶺電廠、鶴崗電廠、衡水電廠、西柏坡電廠、青山電廠和 媽灣電廠一號(hào)機(jī) 以及我公司＃ 1 機(jī)等。沒(méi)有改造的只有渭河電廠、珠江電廠、媽灣電廠一臺(tái)機(jī)和我公司＃ 2 機(jī)。 (三 )進(jìn)行技術(shù)改造的必要性 : 從汽輪機(jī)本身的角度來(lái)看 大唐 XXXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司＃ ＃ 2 機(jī)組于 1995 年 12 月， 1996年 9 月分別投產(chǎn)，屬哈汽公司 73 型產(chǎn)品，出廠編號(hào)為 73N1 73N17。由于該型號(hào)的機(jī)組是早期引進(jìn)的技術(shù)，由于設(shè)計(jì)和加工等多方面的原因，機(jī)組在投產(chǎn)后高中壓本體存在各段抽汽參數(shù)超標(biāo)、高中壓缸效率低、經(jīng)濟(jì)性差、各項(xiàng)指標(biāo)大幅偏離機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)等問(wèn)題。機(jī)組經(jīng)過(guò) 10 多年的運(yùn)行，由于設(shè)備的不斷損 耗，這些問(wèn)題目前變得尤為突出。根據(jù)我們的調(diào)研，其他同型號(hào)機(jī)組的問(wèn)題基本相似。 20xx 年，我公司利用＃ 1 機(jī)組大修的機(jī)會(huì)對(duì)＃ 1 汽輪機(jī)高中低壓缸通流部分進(jìn) 3 行了改造，從運(yùn)行情況來(lái)看，效果較好。 表－ 1 為其他廠同類型 73 機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)對(duì)比，表－ 表－ 3 為我公司 ＃ 2 機(jī) 20xx 年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)： 表－ 1 73 型機(jī)組參數(shù)對(duì)比 名稱 設(shè)計(jì) 西柏坡＃ 2 媽灣＃ 2 媽灣＃ 1 渭河＃ 6 渭河＃ 5 采集時(shí)間 20xx. 6 功率 MW 300 300 294 270 303 主蒸汽壓力 MPA 主蒸汽溫度℃ 537 535 540 537 調(diào)節(jié)級(jí)壓力 MPA 調(diào)節(jié)級(jí)溫度℃ 488 一抽壓力 MPA 一抽溫度℃ 383 401 402 高排壓力 MPA 高排溫度℃ 317 339 334 二抽壓力 MPA 二抽溫度℃ 317 343 343 334 三抽壓力 Mpa 三抽溫度℃ 443（ 460） 463 高壓缸效率 % 中壓缸效率 % 88 主蒸汽流量 t/h 911 933 900 919 924 汽耗 kg/kwh 熱耗 kJ/kwh 7955 凝汽器壓力 Kpa 5 表－ 2 XXXXX2機(jī)組額定工況抽汽參數(shù) (20xx、 8) 額定工況設(shè)計(jì)值 2機(jī) 300MW工況 壓力 (Mpa) 溫度 (℃ ) 壓力 (Mpa) 溫度 (℃ ) 主蒸汽 537 一段抽汽 383 二段抽汽 4 再熱蒸汽 537 三段抽汽 433. 四段抽汽 低排壓力 5． 4 8． 53 44． 6 表－ 3 XXXXX＃ 2機(jī)組近期額定工況 試驗(yàn) 結(jié)果 （ 20xx、 8） 從上述三表中可以看出 ,各廠的實(shí)際值與設(shè)計(jì)值相比，存在較大的差距，有進(jìn)行技術(shù)改造的必要。其中我公司和西柏坡電廠的機(jī)組經(jīng)濟(jì)性最差、安全可靠性低 ,而西柏坡電廠已進(jìn)行了改造。 項(xiàng)目 單位 設(shè)計(jì)值 ＃ 2機(jī)試驗(yàn)值 20xx、 8 主蒸汽壓力 Mpa 16． 34 主蒸汽溫度 ℃ 537 534． 4 主蒸汽流量 T／ H 996． 95 高排汽壓力 Mpa 4． 240 高排汽溫度 ℃ 349． 1 再熱汽壓力 Mpa 3． 82 再熱汽溫度 ℃ 537 536． 0 中排汽壓力 Mpa 0． 997 中排汽溫度 ℃ 335． 9 排汽壓力 Mpa 8． 53 給水流量 T／ H 976． 89 給水溫度 ℃ 268． 7 試驗(yàn)電功率 MW 300． 06 試驗(yàn)熱耗率 KJ/ 8882． 84 試驗(yàn)汽耗率 g/ 3． 411 修正后功率 MW 314． 612 修正后熱耗率 KJ/ 8623． 57 高壓缸內(nèi)效率 ％ 79． 49 中壓缸內(nèi)效率 ％ 88． 63 5 從主要輔機(jī)的角度來(lái)看 我公司＃ 2 機(jī)為汽輪機(jī)配套的三臺(tái)高加是哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的，是按汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)超壓 5％工況進(jìn)行設(shè)計(jì)的。其最初設(shè)計(jì)參數(shù)如表－ 4 表－ 4 高加最初設(shè)計(jì)參數(shù) ＃ 1 高加 ＃ 2 高加 ＃ 3 高加 型號(hào) JG－ 110021 JG－ 118022 JG－ 82023 P 工作 max Mpa T 工作 max ℃ 由于實(shí)際的抽汽參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于三臺(tái)高加的設(shè)計(jì)參數(shù)，我們要求哈爾濱鍋爐廠重新核算，后來(lái)將三臺(tái)高加的安全門動(dòng)作參數(shù)作了調(diào)整，已經(jīng)到了高加設(shè)計(jì)材質(zhì)的承受極限， 并且哈爾濱鍋爐廠對(duì)高加如此超參數(shù)運(yùn)行，其安全不予保證。 修改后 三 臺(tái)高加的安全門動(dòng)作 參數(shù)見表－ 5： 表－ 5 高加修改后 三臺(tái)高加的安全門動(dòng)作 參數(shù) ＃ 1 高加 ＃ 2 高加 ＃ 3 高加 型號(hào) JG－ 110021 JG－ 118022 JG－ 82023 P 工作 max Mpa 4． 29 T 工作 max ℃ 400 375 450 即使作了調(diào)整，＃ 2 機(jī)在滿負(fù)荷時(shí)的實(shí)際抽汽參數(shù)仍然有超出高加設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)極限的情況，對(duì)三臺(tái)高加的安全運(yùn)行構(gòu)成了重大隱患。 我公司＃ 1 機(jī)改造后，高加進(jìn)汽參數(shù)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 從安全的角度來(lái)看 我公司 ＃ 2 汽輪機(jī)末兩級(jí)葉片 圍帶和拉金 經(jīng)常 斷裂 ，其 主要表現(xiàn)有如下形式： ? 圍帶斷裂的區(qū)域，拉金也同時(shí)發(fā)生斷裂。從機(jī)組圍帶斷裂的情況來(lái)看，斷裂的葉片處有較大的錯(cuò)位，說(shuō)明圍帶斷裂除與機(jī)組的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有關(guān)外，還承受較大的預(yù)應(yīng)力，當(dāng)圍帶 6 斷裂后，預(yù)應(yīng)力得到釋放，在中部的松拉金本應(yīng)不再斷裂，但實(shí)際情況是在同一區(qū)域發(fā)生圍帶和拉金同時(shí)飛脫和斷裂的情況，說(shuō)明在運(yùn)行中的葉輪葉片系統(tǒng)局部受到了較大的應(yīng)力。 ? 末兩級(jí)的葉片的連接方式為整圈拱形圍帶加一道拉筋，而松拉筋沿圓周有一個(gè)缺口。從結(jié)構(gòu)上分析，在松拉筋缺口的位置圍帶應(yīng)較容易斷裂，但從多次大修的情況來(lái)看，圍帶斷裂位置并沒(méi)用出現(xiàn)在該處。 ? 1995 年、 1996 年機(jī)組安裝時(shí)對(duì)末兩級(jí)輪系振動(dòng)頻率進(jìn)行檢測(cè)， m＝ 3 時(shí)（ m 為節(jié)徑數(shù)），末級(jí)輪系的靜頻率為 95Hz，制造廠要求 m＝ 3 時(shí)（ m 為節(jié)徑數(shù)），末級(jí)輪系的靜頻率為99Hz，故輪系的振動(dòng)頻率是合格的。 1999 年、 20xx 年機(jī)組大修時(shí)對(duì)＃ ＃ 2 機(jī)組的末兩級(jí)圍帶更換為加厚圍帶后，測(cè)得末級(jí)輪系頻率在 m＝ 3 時(shí)（ m 為節(jié)徑數(shù)），輪系的靜頻率為 101Hz，大于制造廠的要求。 從以上數(shù)據(jù)可知，由于該型號(hào)的機(jī)組是早期引進(jìn)的技術(shù)，一直存在著低壓轉(zhuǎn)子末兩級(jí)葉片圍帶容易斷裂的問(wèn)題，雖然對(duì)機(jī)組的末兩級(jí)葉片的圍帶進(jìn)行了加厚，但由于連接剛度的增加，機(jī)組輪系的靜頻率提高，尤其是當(dāng)節(jié)徑數(shù) m＝ 3 時(shí)，機(jī)組輪系的靜頻率由原來(lái)的 95Hz提高到 101Hz，大于制造廠的要求，長(zhǎng)期運(yùn)行中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。 為了解決機(jī) 組末兩級(jí)葉片圍帶、拉筋易斷裂的安全性問(wèn)題，根據(jù)哈爾濱汽輪機(jī)廠 73B型機(jī)組良好的運(yùn)行穩(wěn)定性和成功的經(jīng)驗(yàn)，我公司低壓轉(zhuǎn)子末兩級(jí)葉片有必要改為 73B型機(jī)組的自帶冠結(jié)構(gòu)形式。 (四 )調(diào)查研究的主要依據(jù)、過(guò)程及結(jié)論 : 我公司＃ ＃ 2機(jī)組為哈汽公司早期生產(chǎn)的 73型機(jī)組，該機(jī)型高中壓缸效率低、抽汽參數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性差、安全可靠性低，尤其設(shè)備經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行的損耗，該問(wèn)題進(jìn)一步突出，已嚴(yán)重制約我公司可持續(xù)性發(fā)展。目前哈汽公司對(duì)引進(jìn)型 300MW機(jī)組的技術(shù)進(jìn)行多年的消化和吸收，已發(fā)展到生產(chǎn) 73B型機(jī)組，該機(jī)組良好的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn) 行的穩(wěn)定性已得到普遍的認(rèn)可。如對(duì) 73型機(jī)組采取 73B型機(jī)組技術(shù)進(jìn)行改造，可以取得較好的效果。 我國(guó)目前安裝哈汽公司生產(chǎn)的 引進(jìn)型 73型 300MW機(jī)組共計(jì)約 31臺(tái)，該類型機(jī)組普遍存在高中壓缸效率差，熱耗偏高，軸汽參數(shù)超標(biāo) 、末兩級(jí)葉片圍帶、拉筋容易斷裂 等缺點(diǎn)，各項(xiàng)指 7 標(biāo)與機(jī)組的設(shè)計(jì)值相差較大。針對(duì)機(jī)組的實(shí)際情況，各電廠進(jìn)行了不同規(guī)模的技術(shù)改造，這些改造不同程度地提高機(jī)組的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 根據(jù)我公司機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際情況，廠部在 20xx年、 20xx年和 20xx年安排我公司技術(shù)人員對(duì)