汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)改造的幾種形式和措施VIP

1、汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)改造的幾種形式和措施姓名：XXX部門：XXX日期：XXX汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)改造的幾種形式和措施0 前言 多年來，我國電力企業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)都在全力以赴進(jìn)行機(jī)組改 造。這是因?yàn)?，在我國發(fā)電系統(tǒng)中，一些中低參數(shù)、小容量蒸汽發(fā)電機(jī) 組還在運(yùn)行，這些機(jī)組熱效率很低，且大多屬超期服役，如果將其在短 期內(nèi)全部拆除，從經(jīng)濟(jì)上和電力需求方面來看，是不現(xiàn)實(shí)。同時(shí)，一些 早期安裝高參數(shù)機(jī)組，如100200MW機(jī)組，由于受當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)制造水平 限制，運(yùn)行時(shí)間較長， 已接近或達(dá)到額定壽命 （10 萬運(yùn)行小時(shí) ），這些機(jī) 組存在著效率低、煤耗高問題。因此，將中低參數(shù)機(jī)組改造為既發(fā)電又供熱“熱電聯(lián)產(chǎn)”機(jī)組， 供

2、 生產(chǎn)和生活用汽需要。同時(shí)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)改造和翻新老機(jī)組，使老機(jī) 組煥發(fā)青春。機(jī)組通過改造不僅可以大大降低煤耗，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性， 而且可以提高運(yùn)行可靠性和延長機(jī)組壽命， 這一措施無疑有著深遠(yuǎn)意義 和較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1 機(jī)組改造幾種技術(shù)形式汽輪機(jī)改造有多種技術(shù)形式， 每種形式都有其特點(diǎn)， 必須具體問題 具體分析，全面考慮，達(dá)到改造目。1.1 通流部分現(xiàn)代化改造 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展和設(shè)計(jì)方法不斷完善， 汽輪機(jī)設(shè)計(jì)水平 較過去有了很大提高，全新高效新葉型、全三元?dú)鈩?dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)系統(tǒng)、通 流部分通道優(yōu)化設(shè)計(jì)、自帶圍帶動(dòng)葉片、高效新型整圈阻尼長葉片設(shè)計(jì) 和調(diào)頻技術(shù)、 彎扭型和馬刀型葉片設(shè)計(jì)等新技術(shù)在各制

3、造廠新產(chǎn)品開發(fā) 中成功應(yīng)用。這些技術(shù)代表汽輪機(jī)領(lǐng)域內(nèi)最新發(fā)展趨勢(shì)，通過采用這些先進(jìn)技術(shù)來改造老機(jī)組將使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性、 安全可靠性及運(yùn)行靈活性達(dá)到 國外同類機(jī)組先進(jìn)水平。這也是國外電站行業(yè)發(fā)展一個(gè)顯著特點(diǎn)。因此 近幾年來，各制造廠都在努力開展機(jī)組改造工作。其中200MV機(jī)組改造已全面展開，并取得了很大成績， 為以后機(jī)組通流改造積累了很多經(jīng)驗(yàn)。1.2 抽汽改造 汽輪機(jī)抽汽改造是利用原回?zé)岢槠诩哟竺娣e或利用汽缸開孔增加抽汽， 供生產(chǎn)和生活用汽需要， 實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)；聯(lián)通管開孔 （如 100MW 機(jī)組）抽汽也是一種特殊形式。采用較多和較容易實(shí)現(xiàn)是非調(diào)整抽汽改造， 要求抽汽量不大， 且比 較穩(wěn)定，抽汽壓力

4、允許有一定波動(dòng)，抽汽量和抽汽參數(shù)可以通過調(diào)整進(jìn) 汽量而小范圍調(diào)整，這種改造簡單易行，費(fèi)用也低，但供汽量小，熱能 利用率不夠高。根據(jù)機(jī)組本身具體情況，也可改造成可調(diào)整抽汽，完全 變成抽汽機(jī)組，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，以熱定電，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，綜合效益及 社會(huì)效益明顯。聯(lián)通管打孔抽汽也易改為可調(diào)整抽汽， 機(jī)組加裝調(diào)節(jié)閥， 在熱負(fù)荷 較大及變化幅度較大情況下可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供汽參數(shù)。還有一種改造方式是將抽汽后隔板堵掉一定面積， 流過蒸汽滿足加 熱器和轉(zhuǎn)子冷卻要求。這種改造簡單易行，供汽量更大，但要求供汽量 比較穩(wěn)定。當(dāng)然如果熱負(fù)荷很穩(wěn)定，量又很大，也可改造為背壓機(jī)組運(yùn) 行，這是另外一種形式技術(shù)改造?？傊?，進(jìn)行抽汽改造

5、實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，既供熱又發(fā)電，是節(jié)約能源有 效途徑，是目前采用較多一種機(jī)組技術(shù)改造形式。1.3 改造為背壓機(jī)組改造機(jī)組以供汽為主， 發(fā)電為輔， 供汽負(fù)荷穩(wěn)定且不要求冷凝工況運(yùn)行，無熱負(fù)荷時(shí)機(jī)組停運(yùn)，此時(shí)可將機(jī)組改造為背壓機(jī)組，這樣可以 保證機(jī)組改造獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。背壓可根據(jù)熱負(fù)荷來確定，根據(jù)熱力 核算確定排汽口位置，將以后各級(jí)拆除。調(diào)節(jié)系統(tǒng)仍可采用原系統(tǒng)適當(dāng) 進(jìn)行調(diào)整。這種改造適用于生產(chǎn)均衡工業(yè)企業(yè)供熱或集中供熱系統(tǒng)。1.4 改造為低真空運(yùn)行機(jī)組 凝汽機(jī)組改造為低真空循環(huán)水供熱亦即將凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)略加 修改，增設(shè)管路及熱水泵等設(shè)備，并與外部熱水網(wǎng)相連接，在機(jī)組運(yùn)行 時(shí)，使循環(huán)水出口溫度升高到

6、4060C或更高溫度，以達(dá)到采暖供熱要 求。改造后，機(jī)組發(fā)電能力雖有所降低，但機(jī)組排汽汽化潛熱得到了充 分利用，減少了冷源損失，提高了能源利用率，使高品位熱能用于生產(chǎn) 高質(zhì)量電能，低品位熱能用于采暖，實(shí)現(xiàn)了能源梯級(jí)利用，而且可取代 單獨(dú)供暖鍋爐，改善城鎮(zhèn)居民生活環(huán)境。1.5 安裝新前置和后置機(jī)組 這種改造是將中低參數(shù)鍋爐改為高參數(shù)新鍋爐， 在原機(jī)組前加裝一 臺(tái)高參數(shù)背壓機(jī)組，使排汽參數(shù)滿足原機(jī)組進(jìn)汽參數(shù)要求，從而提高了 機(jī)組效率，如果能同時(shí)將中低參數(shù)機(jī)組改造為抽汽機(jī)組，則綜合效益會(huì) 更高。這種形式改造，機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，要做好前后機(jī)組運(yùn)行匹配。有電廠根據(jù)當(dāng)時(shí)情況安裝了高參數(shù)背壓或抽汽機(jī)組， 但后來

7、熱負(fù)荷 發(fā)生了變化，造成背壓機(jī)組不能正常運(yùn)行，抽汽機(jī)組不能在最大工況下 運(yùn)行，甚至在冷凝工況下運(yùn)行，造成設(shè)備閑置和浪費(fèi)，在這種情況下可 以考慮加裝后置機(jī)組，提高設(shè)備利用率和電廠綜合經(jīng)濟(jì)效益。 2 機(jī)組改 造一些技術(shù)措施2.1 熱負(fù)荷確定 準(zhǔn)確地確定熱負(fù)荷是保證機(jī)組改造成功及提高經(jīng)濟(jì)性關(guān)鍵。 對(duì)于不 可調(diào)抽汽改造，其抽汽量和抽汽參數(shù)只能通過調(diào)整進(jìn)汽量而小范圍調(diào)整，因此確定抽汽量應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)用汽情況，長時(shí)間保持穩(wěn)定，以保證機(jī)組能在經(jīng)濟(jì)性較佳抽汽工況下運(yùn)行，當(dāng)熱負(fù)荷偏大和偏小時(shí)，再適當(dāng)?shù)?采取其它措施或利用其它設(shè)備， 保證改造機(jī)組熱能利用率和綜合經(jīng)濟(jì)效、人益。2.2 低真空運(yùn)行一些技術(shù)措施采用低真空供

8、暖后，需要注意問題：a. 內(nèi)效率降低。 由于采用低真空運(yùn)行， 末幾級(jí)在偏離設(shè)計(jì)工況下運(yùn) 行，降低了內(nèi)效率， 同時(shí)末幾級(jí)容量流量大幅度降低， 造成脫流、 回流， 引起不穩(wěn)定振動(dòng)，使末幾級(jí)尤其末級(jí)動(dòng)應(yīng)力增大，增加了疲勞破壞危險(xiǎn) 性。因此機(jī)組改造后，應(yīng)進(jìn)行末級(jí)流場和強(qiáng)度計(jì)算校核。b. 因提高背壓和循環(huán)水溫， 凝汽器熱膨脹增大， 影響凝汽器銅管在 管板上緊固嚴(yán)密性，或者銅管內(nèi)結(jié)垢或聚積從7080 C熱網(wǎng)中分離出一 些氧化物，導(dǎo)致傳熱惡化，使排汽溫度和端差不斷上升而無法運(yùn)行。因 此在運(yùn)行時(shí)，需經(jīng)常注意觀察和維護(hù)。2.3 排汽溫度變化和機(jī)組振動(dòng)問題機(jī)組改造為背壓式或低真空運(yùn)行， 由于末端溫度升高， 低壓軸

9、承溫 度也升高， 但一般升高不多， 可由軸承潤滑油帶走， 回油溫度略有升高。 若要避免回油溫度升高太多，則可適當(dāng)擴(kuò)大進(jìn)油口，增加進(jìn)油量。同時(shí)，由于排汽溫度升高，排汽缸支承座膨脹量增加，使汽輪機(jī)后 軸承抬高量增加，造成機(jī)組振動(dòng)值增大，因此需進(jìn)行軸承抬高量詳細(xì)核 算和重新確定標(biāo)高值。經(jīng)計(jì)算及分析表明，若在轉(zhuǎn)子找中時(shí)考慮軸承標(biāo) 高變化，不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)問題。對(duì)于拆除葉輪改造， 由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量變輕， 軸承比壓及靜撓度發(fā)生變化，改造后需重新計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速及軸承靜抬高量，并要重新進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng) 平衡試驗(yàn)，保證不出現(xiàn)振動(dòng)問題。2.4 強(qiáng)度和剛度核算 機(jī)組改造后，對(duì)工作條件及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化部件如汽缸、 隔板、葉片、 轉(zhuǎn)子、

10、螺栓等需進(jìn)行詳細(xì)強(qiáng)度和剛度核算，對(duì)改造為背壓機(jī)組還需進(jìn)行 密封性校核，必要時(shí)可更換螺栓材料，提高螺栓初應(yīng)力。2.5 熱力系統(tǒng) 為使機(jī)組改造后在滿足熱負(fù)荷條件下提高效率和經(jīng)濟(jì)性， 對(duì)原有加 熱器盡可能保留，但由于各抽汽口參數(shù)可能會(huì)發(fā)生變化，因此應(yīng)進(jìn)行適 當(dāng)調(diào)整，必要時(shí)也可取消個(gè)別加熱器。2.6 抽汽管布置與焊接工藝當(dāng)機(jī)組改為抽汽時(shí)， 抽汽口應(yīng)盡量利用原抽汽口加大。 如要在汽缸 上開孔，為了不使汽缸剛度降低太多，一般采用一個(gè)或幾個(gè)圓孔或扁圓 孔，然后采用聯(lián)箱匯聚在一起。抽汽管材料若用合金鋼管，則焊條也需 用合金鋼焊條，焊接時(shí)需整體加熱，以保證汽缸不引起較大變形。若用 奧氏體鋼焊條，雖可以冷焊，但汽

11、缸易產(chǎn)生裂紋。因此，在溫度允許時(shí) 最好采用碳鋼管，用結(jié) 507 焊條，塑性較好，焊后回火，可保證強(qiáng)度。 在抽汽管道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意不應(yīng)有過大附加推力作用在汽缸上，可以在 管道上加裝膨脹節(jié)，以免推力過大使汽缸跑偏。2.7 軸封系統(tǒng)機(jī)組改造為背壓或低真空供熱機(jī)組， 使軸封端壓力升高， 為了保證 汽封不向外泄漏，可增加抽汽器，并將后汽封體加長，增加汽封圈數(shù)， 對(duì)于背壓機(jī)組可將汽封體移到拆除級(jí)位置。2.8 抽汽機(jī)組補(bǔ)給水改造為抽汽機(jī)組后， 補(bǔ)給水量增加， 如果是補(bǔ)充熱水可直接補(bǔ)在除 氧器內(nèi)，如補(bǔ)給水溫度較低，需加熱后補(bǔ)在除氧器內(nèi)。也可在凝汽器喉 部采用噴霧冷凝排汽，滿足補(bǔ)給水需要，但這種補(bǔ)水方法對(duì)補(bǔ)給水

12、量有 一定限制。2.9 調(diào)節(jié)和保護(hù)系統(tǒng) 機(jī)組改造時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)需進(jìn)行調(diào)整或改造，對(duì)于冷凝式機(jī)組，其調(diào) 節(jié)系統(tǒng)是按轉(zhuǎn)速電負(fù)荷關(guān)系來進(jìn)行調(diào)節(jié)，改為供熱機(jī)組后，對(duì)于非 調(diào)節(jié)抽汽，應(yīng)按熱負(fù)荷來調(diào)節(jié)進(jìn)汽量。為了節(jié)省投資，可采用電氣調(diào)壓 系統(tǒng)由壓力變送器產(chǎn)生電氣信號(hào)， 經(jīng)同步器動(dòng)作調(diào)速系統(tǒng)， 調(diào)節(jié)進(jìn)汽量， 維持供汽壓力。 機(jī)組改造為可調(diào)整抽汽機(jī)組， 調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行較大改造， 以便可根據(jù)熱電負(fù)荷來調(diào)節(jié)進(jìn)汽量，或者調(diào)節(jié)電負(fù)荷滿足熱負(fù)荷需要。 調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要增加調(diào)壓器、油動(dòng)機(jī)、滑閥及連接件和管路等，并需要增 加調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)油量。對(duì)抽汽改造保護(hù)系統(tǒng)，在緊急工況甩負(fù)荷時(shí)應(yīng)自動(dòng)切除調(diào)壓系統(tǒng)， 強(qiáng)迫關(guān)閉抽汽逆止閥和抽汽調(diào)節(jié)閥 （回轉(zhuǎn)隔板 ） ，并動(dòng)作同步器，關(guān)閉調(diào) 節(jié)閥。當(dāng)抽汽壓力過高時(shí)，應(yīng)有過壓保護(hù)。3 結(jié)束語3.1 用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)翻新和改造老機(jī)組，是投資少、見效快、提高 經(jīng)濟(jì)效益有效途徑；3.2 城市電廠老機(jī)組改造為熱電聯(lián)產(chǎn)、 集中供熱，從技術(shù)上是可行， 經(jīng)濟(jì)效益是顯著；3.3 在今后電網(wǎng)中，隨著大功率高參數(shù)機(jī)組增加，電網(wǎng)供需矛盾逐 步緩解，100MV和200MV凝汽機(jī)組改造為以熱定電供熱機(jī)組將是未來改 造一種趨勢(shì)；3.4 每種改造形式都有其特點(diǎn)和難點(diǎn)，具體問題具體分析，對(duì)不同 型號(hào)機(jī)組進(jìn)行不同形式技術(shù)改造， 以達(dá)