國產(chǎn)四缸四排汽300mw 汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)

1、國產(chǎn)四缸四排汽國產(chǎn)四缸四排汽300MW300MW汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)喻剛(東方汽輪機(jī)廠四川德陽618000)【摘要】:著重從通流設(shè)計(jì)特點(diǎn)、滑銷系統(tǒng)改進(jìn)、汽缸優(yōu)化設(shè)計(jì)以及機(jī)組啟停輔助系統(tǒng)等方面闡述了改造特點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】:汽輪機(jī)；改造；可靠性；優(yōu)化設(shè)計(jì)分類號:TK263文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:100125884(2003)0120025202Homemade4F300MWSteamTurbineStructureOp

2、timizationDesignYUGang(DongfangSteamTurbineWksSichuanDeyang618000China)【Abstract】:Thisarticleisfocusontheoptimizationdesignfeaturessuchassteampathactersslidingsystem；HPIPLPcylinderauxiliarysystemfstart2upshut2downetc..【K

3、eywds】:steamturbine；retrofire；reliability；optimizationdesign0前言上海汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)制造的四缸四排汽300MW汽輪機(jī)設(shè)計(jì)于上世紀(jì)60年代末首臺機(jī)組于1972年在望亭發(fā)電廠投運(yùn)至今該機(jī)型共生產(chǎn)了19臺份在全國各地投運(yùn)。由于該機(jī)組設(shè)計(jì)年代早設(shè)計(jì)技術(shù)落后各缸效率和機(jī)組熱耗與世界先進(jìn)水平有較大的差距因此采用現(xiàn)代化技術(shù)對其進(jìn)行改造十分必要。該類型機(jī)組除了經(jīng)濟(jì)性差以外在實(shí)際運(yùn)行中還存在軸承箱

4、負(fù)荷過重、摩擦阻力過大、剛性不足機(jī)組因膨脹不暢而引起啟停時(shí)間過長及振動超標(biāo)等問題各電廠雖經(jīng)過多次正常大修、完善化大修和技術(shù)改造但目前仍然存在許多制約機(jī)組穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素:安全系數(shù)較低、可靠性差、達(dá)不到設(shè)計(jì)出力、不能適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰的要求等。通過改造首先是提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性降低機(jī)組熱耗；其次使機(jī)組具有良好的變負(fù)荷能力能采用復(fù)合變壓運(yùn)行方式機(jī)組具有靈活的調(diào)峰運(yùn)行能力；以及消除原機(jī)組存在的主要問題提高機(jī)組的可靠性和自動化控制程度延長機(jī)組的使用壽命

5、。東方汽輪機(jī)廠于2001年4月完成了首臺四缸四排汽300MW機(jī)組的改造迄今為止共完成了4臺機(jī)組的改造改造后無論是機(jī)組的熱耗水平還是機(jī)組的運(yùn)行可靠性都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。本文著重從通流設(shè)計(jì)特點(diǎn)、滑銷系統(tǒng)改進(jìn)、汽缸優(yōu)化設(shè)計(jì)以及機(jī)組啟停輔助系統(tǒng)等方面闡述了改造特點(diǎn)。1通流部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通流部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通流部分的設(shè)計(jì)主要著眼于用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化流場、光順子午流道、減小脹差限制、減小汽流損失從而提高通流效率增加出力。1.1.1高壓通流設(shè)計(jì)特點(diǎn)高壓通流設(shè)

6、計(jì)特點(diǎn)調(diào)節(jié)級:靜葉采用自帶冠導(dǎo)葉動葉整體圍帶；壓力級:第2～5級隔板為分流葉柵第6～9級隔板為自帶冠彎曲導(dǎo)葉；第2～9級動葉自帶冠平衡扭曲動葉；高壓通流采用等根徑設(shè)計(jì)光滑子午流道；級間根部汽封由軸向汽封改為徑向汽封葉頂汽封齒數(shù)為4齒結(jié)構(gòu)；城墻齒汽封短齒均為雙齒結(jié)構(gòu)；汽封片材料采用低硬度鐵素體材質(zhì)鑲處片式汽封。1.1.2中壓通流設(shè)計(jì)特點(diǎn)中壓通流設(shè)計(jì)特點(diǎn)中壓外缸采用錐筒結(jié)構(gòu)排汽部分最大寬度為3752mm。為了加強(qiáng)汽缸剛性排汽渦殼采用圓筒結(jié)構(gòu)

7、加粗了排汽渦殼處的拉筋同時(shí)在排汽口上下半渦殼內(nèi)增設(shè)了軸向拉筋改善了“疲老虎”效應(yīng)并增加了汽缸剛性。汽缸前半部分法蘭厚400mm、寬220mm后半部分法蘭厚300mm寬200mm中壓后汽封至后貓爪處法蘭厚為180mm寬度為200mm。汽缸貓爪至汽缸中心的距離與原機(jī)組相同。經(jīng)有限元分析計(jì)算改造后汽缸徹底改變了原汽缸剛性不足、變形大、膨脹不暢的缺點(diǎn)在全實(shí)缸狀態(tài)汽缸垂直方向變形只有0.049mm僅為原汽缸垂直方向變形的14。4低壓內(nèi)缸設(shè)計(jì)低壓內(nèi)

8、缸設(shè)計(jì)低壓內(nèi)缸承受了比高、中壓汽缸更大的溫差原汽缸結(jié)構(gòu)與較大的熱載荷不相適應(yīng)以及熱處理工藝不完善導(dǎo)致了汽缸應(yīng)力高、變形大為了防止中分面變形在改造設(shè)計(jì)中采取如下措施。4.4.1進(jìn)汽腔室外側(cè)設(shè)置隔熱板進(jìn)汽腔室外側(cè)設(shè)置隔熱板在汽缸進(jìn)汽腔室外側(cè)設(shè)置不銹鋼隔熱板以減小高溫進(jìn)汽區(qū)的熱損失和該區(qū)內(nèi)外壁溫差及熱應(yīng)力通過合理使用隔熱板能有效減少應(yīng)力報(bào)警區(qū)減少了汽缸的塑性變形能有效改善進(jìn)汽腔室的內(nèi)外溫差和熱變形。4.4.2汽缸水平中分面增設(shè)彈性槽以吸收熱變

9、形汽缸水平中分面增設(shè)彈性槽以吸收熱變形實(shí)際運(yùn)行情況表明盡量削弱汽缸法蘭各部分在熱膨脹時(shí)的相互制約和牽制是改善汽缸熱變形的有效途徑之一。原機(jī)組水平中分面沒有設(shè)置彈性槽新設(shè)計(jì)低壓內(nèi)缸水平中分面左右各設(shè)置3個(gè)彈性槽減小進(jìn)汽腔室處隔板環(huán)的熱應(yīng)力對法蘭的牽制以改善整個(gè)汽缸的運(yùn)行狀態(tài)。4.4.3優(yōu)化焊接工藝和熱處理優(yōu)化優(yōu)化焊接工藝和熱處理優(yōu)化減小殘余應(yīng)力減小殘余應(yīng)力(1)優(yōu)化焊接工藝；(2)優(yōu)化熱力處理工藝采用兩次熱處理措施；(3)加強(qiáng)無損檢驗(yàn)防止

10、焊縫產(chǎn)生裂紋。5輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)5.5.1強(qiáng)迫冷卻系統(tǒng)強(qiáng)迫冷卻系統(tǒng)現(xiàn)代大型汽輪機(jī)組由于蒸汽初參數(shù)高、汽缸熱容量大、保溫材料性能好、保溫工藝先進(jìn)使機(jī)組在停機(jī)檢修時(shí)需要很長的時(shí)間等待冷卻檢修工期緊的矛盾日益突出從而降低了機(jī)組的可利用率。多年來雖有不少電廠試用過一些加快冷卻的方法效果都不理想。而采用電加熱壓縮空氣進(jìn)行強(qiáng)迫冷卻可以比較滿意地解決這個(gè)問題能將停機(jī)冷卻的過程縮短至2～3天之內(nèi)縮短檢修周期3～5天提高了機(jī)組的可利用率帶來了相當(dāng)可觀的經(jīng)