【正文】 辦法 : 73B 型機組相比 73 機組由于設(shè)計技術(shù)和制造水平的提高，機組在各個方面的性能有不同程度的提高，大量機組投產(chǎn)運行后的各項考核參數(shù)已達到 73B 型機組的設(shè)計值。其它汽封系統(tǒng)由哈汽進行改造，汽封采用傳統(tǒng)的梳齒汽封。 方案二：機組高、中、低壓通流動、靜葉改造，相應(yīng)汽封系統(tǒng)由哈汽進行改造，但 高壓進汽平衡環(huán)汽封、中壓進汽平衡環(huán)汽封、高壓排汽平衡環(huán)汽封以及高中壓外缸調(diào)端內(nèi)軸封、高中壓外缸電端內(nèi)軸封更換為布萊登汽封或蜂窩汽封。 經(jīng)過對機組的改造，使機組的整體性能的到提高，機組的缸溫差得到控制，蒸汽的泄漏量得到減少，機組的真空得到提高等。 （二） 改造后預(yù)期達到的效果 : 大幅度降低機組的各段抽汽參數(shù)，達到或接近機組的設(shè)計值，確保主設(shè)備和輔助設(shè)備的經(jīng)濟安全運行。 機組低壓缸通流改造 更換機組低壓部分通流，低壓 2 7 級動葉片、靜葉片該為先進葉型。 機 組中壓缸通流改造。 73B機組相比 73型機組在本體上面進行了較多的改進。 我公司機組高中低壓端軸封泄漏量較大，大量的蒸汽外泄而進入軸加和凝結(jié)器，影響機組的效率，擬對軸封的板式汽封進行更換為更為先進的汽封 （如布萊登汽封、蜂窩汽封、鐵素體汽封等） ，可適當調(diào)小軸封的間隙，即使機組的振動增大也不會磨損大軸，可有效地增加機組運行安全和經(jīng)濟性。 三、方案論證 （一）改造方案描述： 針對我公司＃ 2 機組的實際情況、結(jié)合同類型機組的改造效果和哈汽公司目前的技術(shù)水平，擬采取以下改造方案： 機組高中低壓汽封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改造。 7． 4 通過對＃ 2 汽輪機的低壓通流部分改造，可確保機組的末兩級葉片在運行中不出現(xiàn)異常情況，從而提高我公司主機運行的可靠性、安全性和市場中的信譽度。 ,達到或接近機組的設(shè)計值，提高機組安全穩(wěn)定性能。 ：如果通過機組的技術(shù)改造，使各項技術(shù)參數(shù)達到機組原來的設(shè) 19 計值，將大大地減少運行人員的干預(yù)和操作，改善運行人員的作業(yè)環(huán)境。 每次低壓轉(zhuǎn)子末兩級葉片發(fā)生大的裂紋缺陷后，更換低壓轉(zhuǎn)子末兩級葉片的圍帶需停機 30天以上，對低壓缸進行揭缸檢修，需耗費大量的人力和財力，嚴重影響機組的可靠性和接帶負荷的能力；一旦發(fā)生末級葉片斷裂的情況，所導(dǎo)致的設(shè)備損壞將無法估計。 ＃ 2 汽輪機末兩級葉片 圍帶及拉筋經(jīng)常斷裂，一旦低壓轉(zhuǎn)子末級葉片圍帶或拉筋斷裂，就很容易導(dǎo)致低壓轉(zhuǎn)子末級葉片發(fā)生裂紋甚至斷裂，而 我公司＃ 2 汽輪機轉(zhuǎn)子振動對于質(zhì)量不平衡的響應(yīng)特別敏感，在 1m的直徑上，反對稱加 1Kg 質(zhì)量，將會導(dǎo)致軸振動變化 180um～ 200um，一旦發(fā)生末級葉片斷裂情況，將嚴重威脅主機的安全運行。由于機組的整體效率低，機組在滿負荷時需要更多的蒸汽量，將進一步加劇凝結(jié)器的熱負荷，機組的真空無法保證，同時較低的真空又影響機組的負荷。雖然在 2021年小修中對抽汽管道進行了更換高等級材質(zhì)，但該參數(shù)對高加的安全運行有較大的影響。我公司兩臺機組的高中壓缸葉頂汽封采用平齒汽封結(jié)構(gòu) ,容易導(dǎo)致級間漏汽；高壓進汽平衡持環(huán)、中壓進 18 汽平衡持環(huán)、高壓排汽平衡持環(huán)漏汽量大，導(dǎo)致大量高品質(zhì)的蒸汽能量未充分利用，機組運行一段時間后熱耗明顯升高。與目前 73B型技術(shù)制造的相比也相差較遠，主要表現(xiàn)在如下方面： ＃ 2機組高中壓缸的動葉、隔板靜葉采用兩元流設(shè)計，各級的焓降低，做功不充分，與73B型的三維設(shè)計相差較大。 1. 2 高中壓缸部分結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理 ,內(nèi)效率差 : 表－ 11為＃ ＃ 2機歷年來 300MW工況下的效率統(tǒng)計，所有數(shù)據(jù)來自湖南電力試驗研究院的機組熱力性能試驗報告。 ： 機組多年運行以來，主要存在如下問題， 機組的各段抽汽壓力和溫度超標，導(dǎo)致回熱系統(tǒng)工作不正常，機組的蒸汽流量偏大，高中壓缸效率嚴 重偏低，凝結(jié)器熱負荷偏高，機組的真空偏低， 尤其在夏季高溫負荷下，該問題表現(xiàn)更為突出：機組在滿負荷的情況下，抽汽參數(shù)嚴重偏離設(shè)備的安全設(shè)計值，影響機組的安全運行，機組的真空嚴重偏低，帶負荷較困難。 : 我公司兩臺汽輪機 1995年 12月和 1996年 9月投產(chǎn)以來，機組運行 10年左右，設(shè)備的各項性能逐步下滑，機組的效率越來越低，煤耗越來越高，各段的抽汽參數(shù)越來偏離機組的安全值。 : 汽輪機： 73型汽輪機 型號： N300－ ／ 537 額定轉(zhuǎn)速： 3000rpm 額定背壓： 主汽溫度： 537℃ 再熱溫度： 537℃ 主汽壓力： MPa :哈汽公司 : 1機組 1995年 12月投產(chǎn) ,2機組 1996年 9月投產(chǎn)。投產(chǎn)以來 ,低壓轉(zhuǎn)子末兩級葉片圍帶、拉筋常處于斷裂的運行狀態(tài)，期間曾對末兩級葉片的圍帶進行了加厚處理 ,在以后的多次檢查中發(fā)現(xiàn)，雖然斷裂區(qū)域已經(jīng)有所減少，但同樣會出現(xiàn)不同程度的斷裂情況 ,問題沒有從根本上得到解決。機組的噴嘴采取子午面收縮、扭曲靜葉，變截面動葉，動葉自帶圍帶，低壓轉(zhuǎn)子末兩級葉片采用加寬加厚的拱形圍帶、松拉筋結(jié)構(gòu)等特點，機組的進汽采取彈性密封環(huán)密封，高中壓缸的動葉葉頂汽封采取平齒汽封型 式?！? 通過多次調(diào)研及我公司＃ 1汽輪機改造成功經(jīng)驗，將 73型 300W機組進行 73B技術(shù)改造， ＃2汽輪機的低壓轉(zhuǎn)子末兩級拱形圍帶葉片更換為自帶冠式葉片型式， 機組的各項性能可得到大幅度提高，能較好地提高我公司機組的經(jīng)濟性和安全性，縮短我公司機組與先進機組的差距，為我公司節(jié)能降耗增效提供可靠的保證。但 可以看出， 各監(jiān)視段參數(shù)均較改造前有大幅度降低。一～三段抽汽溫度比設(shè)計值偏高 13～ 16℃，存在一 定程度的超溫現(xiàn)象。 4． 3高缸排汽溫度降低約 25℃，高壓缸效率提高。通流部分改造后，調(diào)節(jié)級做功能力提高。但較設(shè)計值 ，主要原因是汽輪機本體的高中壓缸效率與設(shè)計值相比偏低，導(dǎo)致單位質(zhì)量工質(zhì)的作功能力降低，要達到同樣的出力，機組的流量必然增大。另外中壓缸效率設(shè)計值不含閥門損失，而試驗工況含閥門損失，這也是中壓缸效率試驗值（ %）低于設(shè)計值（ %）的一個原因。 因大修后機組目前采用的是單閥運行方式，調(diào)門節(jié)流損失增大，故降低了高壓缸的效率；另外高壓缸效率設(shè)計值不含閥門損失，而試驗工況含閥門損失，這也是高壓缸效率試驗值（ %）低于設(shè)計值（ %）的一個原因。 c．過熱器減溫水流量偏大，部分給水沒有經(jīng)過回熱系統(tǒng)加熱就進入鍋爐，增加了系統(tǒng)熱耗，降低了汽機效率； d．高壓加熱器的 端差偏離設(shè)計值，使回熱系統(tǒng)效率降低，給水溫度達不到設(shè)計值，導(dǎo)致運行經(jīng)濟性降低； （即系統(tǒng)修正），也是本次試驗機組熱耗高于設(shè)計值的一個原因。機組熱耗比設(shè)計值偏高，其主要原因如下： a．機組各缸內(nèi)效率仍比設(shè)計值偏低，是機組熱耗偏高的主要原因； b．由于機組目前采用單閥運行方式，調(diào)門開度減小，增大了節(jié)流損失，減低了高壓缸內(nèi)效率，導(dǎo)致熱耗率增加。大修后額定工況下的試驗熱耗為 kJ/kWh，修正后的熱耗為 kJ/kWh，大修后比大修前熱耗下降了 kJ/kWh，熱耗下降明顯。1機組大修后于 7月 5日 開機，湖南省電力試驗研究院于 7月 7日 7月 11日對 1機組進行了大修后熱 力性能試驗。表－ 7為西柏坡電廠＃ 2機組改造后對比情況： 表－ 7 名稱 設(shè)計值 改造前 5+％ 改造后（五閥全開） 功率 300MW 300 300 主蒸汽壓力 MPA 主蒸汽溫度℃ 537 535 調(diào)節(jié)級壓力 MPA 一抽壓力 MPA 一抽溫度℃ 383 389 高排壓力 MPA 高排溫度℃ 317 328 二抽壓力 MPA 二抽溫度℃ 317 327 三抽壓力 MPA 三抽溫度℃ 454 高壓缸效率 % 中壓缸效率 % 發(fā)電煤耗 g/kwh 主蒸汽流量 t/h 911 修正后汽耗 kg/kwh 修正后熱耗 kj/kwh 7955 8199 凝汽器壓力 KPA 2021年 3月，廠部再次組織相關(guān)技術(shù)人員到西柏坡電廠，哈汽公司落實改造情況，調(diào)研 9 在我公司實施改造的可能性。機組投產(chǎn)后的運行情況與我公司基本一致， 02年、 03年分別對兩臺機組進行較大的通流改造，機組改造后效果較明顯，如圖表－ 6為該廠＃ 1機組改造后對比情況： 表－ 6 西柏坡電廠＃ 1機組改造后效果對比表 項 目 單 位 設(shè)計值 改 造 前 改 造 后 日期 2021． 03． 02 2021． 12． 17 負荷 MW 300 309 主汽壓力 MPa 主汽溫度 ℃ 537 調(diào)節(jié)級壓力 MPa 調(diào)節(jié)級溫度 ℃ 462 高排壓力 MPa 高排溫度 ℃ 317 330 再熱汽壓力 MPa 再熱汽溫度 ℃ 537 1抽壓力 MPa 8 1抽溫度 ℃ 383 390 2抽壓力 MPa 2抽溫度 ℃ 317 329 3抽壓力 MPa 3抽溫度 ℃ 460 高壓缸效率 % 中壓缸效率 % 89 91 從上表可以看出，設(shè)備經(jīng)過改造后，機組的各項性能得到大幅度的提高，機組的各段抽汽參數(shù)能控制在安全合理的范圍內(nèi)，高壓缸的效率雖然還沒有達到設(shè)計值，但提高幅度較大。 2021年根據(jù)西柏坡電廠改造成果的反饋，公司再次組織部分技術(shù)人員到西柏坡電廠、哈汽公司、鐵嶺電廠進行相關(guān)調(diào)研。 2021年對陜西渭河電廠進行調(diào)研，考察該機組改造后的運行情況。針對機組的實際情況，各電廠進行了不同規(guī)模的技術(shù)改造，這些改造不同程度地提高機組的可靠性和經(jīng)濟性。如對 73型機組采取 73B型機組技術(shù)進行改造，可以取得較好的效果。 (四 )調(diào)查研究的主要依據(jù)、過程及結(jié)論 : 我公司＃ ＃ 2機組為哈汽公司早期生產(chǎn)的 73型機組，該機型高中壓缸效率低、抽汽參數(shù)嚴重超標、經(jīng)濟性差、安全可靠性低，尤其設(shè)備經(jīng)過多年運行的損耗，該問題進一步突出，已嚴重制約我公司可持續(xù)性發(fā)展。 從以上數(shù)據(jù)可知，由于該型號的機組是早期引進的技術(shù)，一直存在著低壓轉(zhuǎn)子末兩級葉片圍帶容易斷裂的問題，雖然對機組的末兩級葉片的圍帶進行了加厚，但由于連接剛度的增加，機組 輪系的靜頻率提高，尤其是當節(jié)徑數(shù) m＝ 3 時，機組輪系的靜頻率由原來的 95Hz提高到 101Hz，大于制造廠的要求，長期運行中存在一定的安全風險。 ? 1995年、 1996年機組安裝時對末兩級輪系振動頻率進行檢測， m＝ 3時（ m為節(jié)徑數(shù)），末級輪系的靜頻率為 95Hz，制造廠要求 m＝ 3 時（ m 為節(jié)徑數(shù)），末級輪系的靜頻率為99Hz，故輪系的振動頻率是合格的。 ? 末兩級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缺口。 從安全的角度來看 我公司＃ 2汽輪機末兩級葉片圍帶和拉金經(jīng)常斷裂，其主要表現(xiàn)有如下形式： ? 圍帶斷裂的區(qū)域，拉金也同時發(fā)生斷裂。修改后三臺高加的安全門動作參數(shù)見表－ 5： 表－ 5 高加修改后三臺高加的安全門動作參數(shù) ＃ 1高加 ＃ 2高加 ＃ 3高加 型號 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機在滿負荷時的實際抽汽參數(shù)仍然有超出高加設(shè)計運行參數(shù)極限的情況，對三臺高加的安全運行構(gòu)成了重大隱患。 項目 單位 設(shè)計值 ＃ 2機試驗值 202 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 試驗電功率 MW 300． 06 試驗熱耗率 KJ/ 8882． 84 試驗汽耗率 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 從主要輔機的角