50mw汽輪機(jī)改造

1、1前言50MW汽輪機(jī)是我國(guó)60年代設(shè)計(jì)生產(chǎn)的凝汽式汽輪機(jī)。該機(jī)組設(shè)計(jì)年代早，熱力性能差，設(shè)計(jì)熱耗為2261kcalkw.h(9466kJkw.h)，但電廠運(yùn)行資料表明，大多數(shù)機(jī)組實(shí)際熱耗都在2300kcalkw.h(9630kJkw.h)以上，這一機(jī)組的熱力性能遠(yuǎn)低于當(dāng)代世界先進(jìn)水平，同時(shí)也遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)目前的設(shè)計(jì)水平。這不僅影響到電廠的經(jīng)濟(jì)效益，也造成了能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。1999年5月國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和國(guó)家計(jì)委下達(dá)了關(guān)于在2003年底之前關(guān)

2、停50MW以下冷凝機(jī)組的文件，同時(shí)鼓勵(lì)發(fā)展集中供熱機(jī)組。反以將50MW凝汽式汽輪機(jī)組改造為調(diào)整抽汽機(jī)組為解決中小火電廠避免機(jī)組關(guān)停問(wèn)題提供了一條有效的解決途徑。武漢汽輪發(fā)電機(jī)廠將成熟的調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)等新技術(shù)，應(yīng)用于凝汽式汽輪機(jī)的改造，使改造后機(jī)組具有靈活的熱電聯(lián)供性能。同時(shí)采用當(dāng)代汽輪機(jī)先進(jìn)技術(shù)改造通流部分可達(dá)到大幅度增容降耗，延長(zhǎng)機(jī)組壽命、提高機(jī)組運(yùn)行可靠性，增強(qiáng)機(jī)組調(diào)峰能力等目的。2改造目標(biāo)將50MW凝汽式汽輪機(jī)改

3、造成調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)，使改造后機(jī)組成為符合國(guó)家能源政策的熱電聯(lián)供機(jī)組。a.原凝汽機(jī)參數(shù)如下：進(jìn)汽壓力8.83MPa進(jìn)汽溫度535℃額定功率50000KW額定進(jìn)汽量190th最大進(jìn)汽量210th額定排汽壓力0.0049MPa熱耗938kJkw.h汽耗3.753kgkw.hb.改型為調(diào)整抽汽凝汽式汽輪機(jī)技術(shù)要求：調(diào)整抽汽壓力0.98Mpa額定抽汽量60th最大抽汽量100th調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用兩種方案：純液壓調(diào)節(jié)和電液調(diào)

4、節(jié)為便于工程實(shí)施，并降低成本，改造后保持原機(jī)組的軸承跨距不變，即運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)基礎(chǔ)不變的原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。除增加調(diào)整抽汽管路外，給水加熱系統(tǒng)及其它輔機(jī)部分不變；盡量保留原凝汽機(jī)組本體可用部件。同時(shí)采用北京全三維動(dòng)力工程有限公司開(kāi)發(fā)的先進(jìn)成熟的全三維設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行通流部分設(shè)計(jì)，使用通流部分效率提高5%以上。3本體結(jié)構(gòu)本改造方案采用成熟的單缸、單抽、沖動(dòng)式、可調(diào)整工業(yè)抽汽凝汽式結(jié)構(gòu)，通流部分動(dòng)靜葉片全部采用全三維葉片。原老機(jī)組前、中汽缸、轉(zhuǎn)

5、子以及所有葉輪、葉片、隔板需全部更換。轉(zhuǎn)子為整體加套裝結(jié)構(gòu)：由一個(gè)高壓?jiǎn)瘟姓{(diào)節(jié)級(jí)、一個(gè)中壓?jiǎn)瘟姓{(diào)結(jié)構(gòu)和十七個(gè)壓力級(jí)組成，其中第十五至第十九級(jí)為套裝結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。汽輪機(jī)的工業(yè)抽汽設(shè)在第9級(jí)后，抽汽壓力在0.784～1.274MPa之間可調(diào)。第10級(jí)采用帶平衡室的旋轉(zhuǎn)隔板結(jié)構(gòu)。后汽缸、盤(pán)車(chē)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)汽門(mén)及汽機(jī)與發(fā)電機(jī)的聯(lián)軸器完全可借用原有部套不變。噴嘴組的各組噴嘴數(shù)目因抽汽工況的要求需作相應(yīng)調(diào)整。調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電液調(diào)節(jié)前軸承座可完全不動(dòng)

6、。中的一次油路和二次油路均取消，因此危急遮斷器油門(mén)、危急遮斷器試驗(yàn)油門(mén)、磁力斷路油門(mén)中與二次油相通的油路均取消，用螺塞堵上或局部修改。改造后調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速控制范圍：20～3500rmin負(fù)荷控制范圍：0～115rmin升速率控制精度：1rminmin轉(zhuǎn)速不等率：3～6%可調(diào)抽汽壓力不等率：10%可調(diào)系統(tǒng)遲緩率：≤0.1%汽輪機(jī)從額定負(fù)荷甩負(fù)荷時(shí)，轉(zhuǎn)速的最高飛升小于7%額定轉(zhuǎn)速。高壓抗燃油工作油壓：14.0

7、MPa低壓油系統(tǒng)工作油壓：不變6通流部分結(jié)構(gòu)的全三維設(shè)計(jì)新技術(shù)改造后的新機(jī)組采用北京全三維動(dòng)力工程有限公司開(kāi)發(fā)的全三維氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)通流部分重新設(shè)計(jì)，可將通流部分效率提高5%以上。老機(jī)組的全部靜、動(dòng)葉都將被更換，在新的隔板、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中采用了具有當(dāng)代先進(jìn)水平的新技術(shù)。6.1三維氣動(dòng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)a：調(diào)節(jié)級(jí)子午面收縮靜葉柵子午面收縮后葉柵損失會(huì)大幅度下降，使調(diào)節(jié)級(jí)效率提高約1.7%。同時(shí)，其通流能力增加4%左右。b：新型“后加載”靜

8、葉葉型“后加載”葉型是由北京全三維動(dòng)力工程有限公司研制的新一代高效率透平葉型。其葉型效率大大高于老的50MW機(jī)組中使用的傳統(tǒng)葉型，并且在工況變化范圍很大時(shí)仍有較高效率，這對(duì)機(jī)組參加調(diào)峰運(yùn)行非常有利。c：高壓部分隔板分流葉柵新機(jī)型在高壓24級(jí)采用了新型分流葉柵結(jié)構(gòu)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的窄葉片帶加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。d：彎扭聯(lián)合全三維成型靜葉柵彎扭聯(lián)合全三維成型靜葉柵，是第三代汽輪機(jī)先進(jìn)技術(shù)的集中體現(xiàn)。這一技術(shù)比傳統(tǒng)直(扭)葉柵級(jí)效率可提高1.52%

9、。北京全三維公司開(kāi)發(fā)出了不同長(zhǎng)度的彎扭葉片系列。e：新型動(dòng)葉片型線新設(shè)計(jì)所有動(dòng)葉片均采用八十年代新型動(dòng)葉葉型，在原老葉型基礎(chǔ)上改善了速度分布，減少了動(dòng)葉損失。6.2通流部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)為提高機(jī)組的安全可靠性，進(jìn)一步減少流動(dòng)損失提高機(jī)組效率，并改善機(jī)組的調(diào)峰性能，在通流部分現(xiàn)代化設(shè)計(jì)中也廣泛采用了汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)方面的許多新技術(shù)，這些技術(shù)已在實(shí)踐中證明是行之有效的，這些新技術(shù)主要有：a：自帶冠動(dòng)葉片及通流子午面光順各級(jí)動(dòng)葉片頂部均采用

10、自帶冠結(jié)構(gòu)，并且動(dòng)葉片形成整圈聯(lián)接。長(zhǎng)葉片自帶冠為內(nèi)斜外平形式，這一結(jié)構(gòu)還可形成光順的通流子午面，通流效率得到進(jìn)一步提高。b：鑄鐵隔板改為焊接鋼隔板焊接鋼隔板葉柵汽道精度高，能保證靜葉柵達(dá)到設(shè)計(jì)氣動(dòng)熱力性能。c：取消拉筋由于自帶圍帶整圈聯(lián)接動(dòng)葉片具有優(yōu)良的抗振強(qiáng)度特性，使傳統(tǒng)動(dòng)葉片中用于調(diào)頻的拉金一般均可取消，從而取消了拉金造成繞流阻力和損失。通常取消一條拉金可使級(jí)效提高1%。本機(jī)改后除末級(jí)保留一根拉筋外，取消所有級(jí)拉筋。d：