660MW超临界机组汽轮机精益化检修后的性能试验分析.pdf

收稿日期:作者简介:何 刚()男汉族工程师 主要从事发电厂管理与运行方面的工作 超临界机组汽轮机精益化检修后的性能试验分析何 刚王 伟李贵波(贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司遵义)摘要:贵州某 超临界机组 号汽轮机投产至今总体运行良好但在 年性能试验考核中其高、中、低压缸效率分别低于设计值.、.、.轴封漏汽量高于设计值.工况下热耗比设计值高./()针对上述问题分析了影响 号汽轮机热耗偏差的原因为了提高机组的经济性对 号汽轮机进行了结构优化及精益化检修 通过修前、修后 调节阀()全开、负荷工况试验结果表明:号汽轮机在修后各负荷工况下效率、轴封漏汽量及热耗均得以改善其中在 调节阀全开()工况下高、中、低压缸效率较修前分别提高.、.、.轴封漏气量较修前降低.三缸热耗下降./()关键词:超临界机组汽轮机效率精益化改造漏气量热耗率分类号:文献标识码:文章编号:()(.):./().()./().:前 言当前我国燃煤发电机组朝着大容量、高参数、清洁高效的技术方向发展 等级及以上超临界、超超临界机组在今后很长一段时间内仍然充当着主力军的作用 在早期通过引进并消化吸收、自主设计、制造投产的、等级超临界、超超临界机组受设计水平及制造工艺等因素的影响普遍存在供电煤耗高、热耗率高、汽轮机通流部分效率达不到设计值的问题造成机组经济性偏低 年国家煤电节能减排升级与改造行动计划(年)的印发对现役 等级及以上机组提出在 年前供电煤耗低于/()的要求同时随着碳中和碳达峰目标的提出大力推动了燃煤发电的节能和灵活性改造其次受网上负荷的限制发电机组年利用小时降低高参数、大容量机组参与调峰成为常态 因此对 等级及以上机组汽轮机实施节能改造既是提高发电企业经济效益的手段也是适应当前能源发展方向的需要从陆续完成的 等级机组汽轮机通流改造的案例来看均取得了较好的效果 张磊等人基于 等级机组汽轮机通流改造的方案及业绩对某亚临界 机组进行热力校核计算采取冷端优化、末级叶片选型优化的第 卷 第 期汽 轮 机 技 术.年 月.技术改造方案取得汽轮机热耗率下降/()的优异效果张鹏的研究通过对某 超临界机组汽轮机高、中、低压缸增加通流级数及优化叶型等技术改造机组标准供电煤耗由./()降低至./()文献通过对国内 台不同容量等级机组汽轮机实施通流改造后的效果及经济性进行对比分析得出:汽轮机实施通流改造可降低供电煤耗/()/()文献综述了国内外汽轮机改造的发展及技术并对国内外 等级超临界机组汽轮机采用不同的改造技术进行对比和对标认为国内超临界机组汽轮机的通流改造技术达到了国际领先水平本文针对贵州某 超临界机组 号汽轮机投产至今汽轮机高、中、低压缸效率未达到设计值的问题进行了分析找到了问题诱发的因素有针对性地对汽轮机结构进行优化及精细化检修修后通过实验分析证明汽轮机效率得到显著提高 概 述 年 月对 号机组完成了性能考核试验试验结果见表 根据 号汽轮机运行情况及性能考核试验结果分析引起 号汽轮机效率比设计值低、热耗比设计值高的可能原因有:()安装过程中对汽封间隙的控制、调试不当机组负荷变化大或机组启、停频繁使汽封、缸体变形等造成汽封、缸体漏汽量增大()轴封系统与设计状态偏差大()汽轮机内部、缸体夹层密封存在内漏高压缸排汽可能经夹层漏至第三段抽汽管道低压内缸进汽口及第五、六段抽汽部位存在内漏()试验期间汽轮机系统的内漏和外漏会造成低压缸效率下降和热耗升高 表 号机组考核试验结果数据源高压缸效率/中压缸效率/低压缸效率/过桥汽封漏汽率/热耗/(/()设计值.试验值.修前性能试验因该电厂负荷变化较大启、停调峰频繁汽轮机内、外壁温差变化剧烈汽轮机及其辅助系统未能达到最优运行状态且上一次机组性能考核试验距离现在时间较久为了掌握当前 号机组汽轮机的性能确定最优的精益化检修方案同时对精益化检修后的效果进行验证提出修前性能试验 按照 汽轮机性能试验规程中的方法及规定对试验结果进行第一类修正(系统修正)、第二类修正(参数修正)修正计算依据制造厂给出的修正曲线以排除热力系统与运行参数偏离设计值的影响确定汽轮机本身的性能水平 修前试验分别在 调节阀()全开、负荷工况下进行测定 号汽轮机的热耗率、高压缸效率、中压缸效率、低压缸效率及轴封漏汽量等为了确保试验数据的准确度保持系统运行稳定试验结果见表 汽轮机调节级压力与主蒸汽流量具有一定的关系当通流部分结垢、设备改进等原因造成机组通流面积发生变化压力与流量的对应关系也会发生变化调节级压力与主蒸汽流量的对应关系是分析机组性能变化的重要参考指标根据修前不同试验工况下测量的调节级压力和计算得出的主蒸汽流量确定调节级压力与主蒸汽流量之间具有良好的线性关系根据修前不同试验工况下测量的高、中压缸效率和计算得出的主蒸汽流量得到缸效率与主蒸汽流量的关系曲线如图 所示 表 号机组修前性能试验数据参 数单 位 调节阀()全开试验 试验 号调节阀开度 号调节阀开度 号调节阀开度 号调节阀开度调节级压力.高压缸效率.中压缸效率.低压缸效率.修正后主蒸汽流量/.修正后电功率 .修正后热耗率/().汽 轮 机 技 术 第 卷图 修前不同负荷下主蒸汽流量与缸效关系 根据修前不同负荷工况下得到的修正后试验结论可得到不同负荷下电功率与热耗率之间的关系曲线为了便于比较列入设计性能曲线如图 所示图 修前不同负荷下电功率与热耗率关系为了确定高、中压缸之间轴封漏汽量在 调节阀()全开工况下通过分别改变主、再热蒸汽温度进行中压缸进汽平衡盘漏汽量试验根据试验数据计算结果得到中压缸效率随轴封漏汽率变化的关系曲线如图 所示图 修前中压缸效率与漏汽率关系 精益化检修方案为解决 号汽轮机高、中、低压缸效率低轴封漏气量大的问题通过与厂商沟通、结合修前 号机组性能试验相关数据结果主要采取了如下精益化改造方案:()在高、中压间汽封体(号汽封体)与高、中压外缸间增设 型密封圈、轴向密封圈减少高压蒸汽(调节级后)向中压进汽腔室泄漏()在中压隔板套定位肩胛处与高、中压外缸间增加密封中分面增加密封键减少三段抽汽向中压缸排汽泄漏 ()在凝汽器内部喉部设置导流板改善低压缸排汽和小机排汽流场分布情况从而提高凝汽器管束整体换热能力()在、低压缸靠汽缸内侧轴封处增加一圈接触汽封以减小低压轴封的漏汽保证低压缸的真空度()在低压内缸与低压进汽室之间密封盘根减少第五段抽汽腔室的泄漏()机组负荷变化大、启停频繁可能造成中分面间隙增大在低压内缸与各相邻抽汽腔室间中分面增加密封键以减少级段间泄漏()低压次末级疏水优化 一是对低压次末级隔板叶顶疏水孔进行部分封堵二是对低压次末级的疏水管道增加节流孔板减少蒸汽内漏()对机组滑销系统、径向间隙进行精益调整最大程度保证机组动静部分同心()为减少汽轮机高压喷嘴的节流损失对汽轮机配汽方式进行调整由原来的复合配汽方式改为顺序阀配汽方式由原来的部分进汽/全周进汽方式改为顺序阀配汽方式高压调节阀开启顺序由/改为/并对机组滑压曲线进行优化 修后性能试验 号汽轮机精益化改造后分别在 调节阀()全开、负荷工况下进行修后试验测定其热耗率、高压缸效率、中压缸效率、低压缸效率及轴封漏汽量等对修后效果进行评价试验结果见表 根据修后不同试验工况下测量的调节级压力和计算得出的主蒸汽流量确定修后调节级压力与主蒸汽流量仍具有良好的线性关系据修后不同试验工况下测量的高、中压缸效率和计算得出的主蒸汽流量得到缸效率与主蒸汽流量的关系曲线如图 所示图 修后不同负荷下主蒸汽流量与缸效关系根据修后不同负荷工况下得到的修正后试验结论可得到不同负荷下电功率与热耗率之间的关系曲线为了便于比较列入设计性能曲线如图 所示在修后为了确定高、中压缸之间轴封漏汽量在 调节阀()全开工况下通过分别改变主、再热蒸汽温度进行中压缸进汽平衡盘漏汽量试验根据试验数据计算结果绘制中压缸效率随轴封漏汽率不同而变化的曲线如图 所示第 期何 刚等:超临界机组汽轮机精益化检修后的性能试验分析 表 号机组修后性能试验数据参 数单 位 调节阀()全开试验 试验 号调节阀开度 号调节阀开度 号调节阀开度 号调节阀开度调节级压力.高压缸效率.中压缸效率.低压缸效率.修正后主蒸汽流量/.修正后电功率.修正后热耗率/().图 修后不同负荷下电功率与热耗率关系图 修后中压缸效率与漏汽率关系 结 论综上可知 号汽轮机修后高、中、低压缸效率均得到提高轴封漏汽量大的问题得到改善具体如下:()号汽轮机精益化检修及调节阀优化后在 调节阀()全开、负荷工况下热耗率分别降低了./()、./()、./()、./()()号汽轮机精益化检修及调节阀优化后在 调节阀()全开工况下的高、中、低压缸效率与设计值对比高、中、低压缸效率分别提高.、.、.三缸效率影响热耗./()()号汽轮机精益化检修及调节阀优化后高、中压合缸处轴封漏汽量较精益化检修前降低降低了.()试验结果与设计值存在一定差异机组仍有进一步优化的潜力参 考 文 献 徐 星谭锐.级超临界机组通流改造方案比较.热能动力工程():.顾扬彪何志瞧.采用引进技术的 超临界机组汽轮机通流改造.浙江电力():.张 昊雷少博付康民等.超超临界汽轮机通流部分改造效果分析及研究.汽轮机技术():.袁洪利.超临界 等级汽轮机升参数通流改造及性能评价.东方汽轮机():.赵 斌王 喆闫晨帅等.超临界 燃煤机组深度调峰运行热经济性分析.热力发电():.李朋涛邱 靖.提高 超超临界火电机组深度调峰经济性的措施.黑龙江电力():.叶 罗吴俊东刘 东.二次再热机组 深度调峰试探性研究.电站系统工程():.张 磊张俊杰冯立国等.亚临界 汽轮机通流改造技术方案研究与应用.中国电力():.张鹏.超临界汽轮机通流改造效果及适应性分析.云南电力技术():.张健赟赵树成肖玲娟等.汽轮机通流改造节能效果及经济性分析.能源工程():.张继红杜文斌赵 杰等.等级超临界汽轮机通流改造综述.热力发电():.赵汶杨宇刘伟等.二次再热汽轮机性能试验系统修正计算研究.动力工程学报():.李逗司风琪顾慧等.计及容积效应的汽轮机热耗率修正数学模型.汽轮机技术():.罗云陈雪林李瑞东等.汽轮机变工况下调节级压力预测模型及应用.发电技术():.汽 轮 机 技 术 第 卷