消除汽缸變形提高機組熱效率

王愛軍

（ 江蘇鹽城發(fā)電有限公司，江蘇鹽城 224003）

0 前言

某熱電廠#10機組于2005年投入運行，汽輪機采用哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的超高壓、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽抽凝式汽輪機，型號為C135/N150 －13.24/535/535/0.981。額定工況:額定功率135 MW，抽汽流量100 t/h;夏季工況能發(fā)額定功率135 MW;純凝工況額定功率150 MW。

在2011年#10機組大修，汽機本體解體檢查過程中，發(fā)現(xiàn)高中壓內(nèi)缸變形嚴重(圖1)，電端和調(diào)端的直徑誤差L1－L2均為6.1 mm，汽缸平面內(nèi)開口最大2.15 mm。

合缸后，緊1/3汽缸螺栓，測得高中壓上、下內(nèi)缸各處間隙如圖2所示:

圖1 高中壓內(nèi)缸合缸后軸向視圖內(nèi)徑尺寸

如圖3所示，隔板與汽缸隔板槽應(yīng)保有3 mm～5 mm的腹脹總間隙，由于汽缸變形，實際測得的量如下表:

由于汽缸變形嚴重，造成汽缸內(nèi)級間漏氣嚴重，對高中壓缸內(nèi)效率產(chǎn)生較大影響。

1 汽缸變形的處理過程

發(fā)現(xiàn)高中壓內(nèi)缸嚴重變形后，我們首先跟制造廠取得聯(lián)系，哈汽廠要求返廠處理。但存在加工費用過高(80萬還不含運費)以及加工、運輸時間過長(一個月)的問題。后經(jīng)多方聯(lián)系，我們找到了有加工設(shè)備，但從未有過類似加工經(jīng)驗的揚州電力修造廠。經(jīng)過協(xié)商，揚修廠僅負責提供加工設(shè)備(C5235立車)以及操作人員，具體加工要求包括加工尺寸、加工精度、汽缸找中方案等技術(shù)方面均由我方負責。合作雙方均沒有加工汽缸的類似經(jīng)驗。最終，我們通過努力，加班加點，僅用5天時間就完成了任務(wù)。

由于汽缸變形嚴重，汽缸平面以及圓周均沒有基準面，技術(shù)人員在現(xiàn)場找出汽缸平面以及圓周變形的規(guī)律，通過變形規(guī)律來找到基準面。因加工設(shè)備的限制，在圓周加工時，無法一次找中后從第一級加工到最后一級，必須反轉(zhuǎn)汽缸，從另一端繼續(xù)加工。這就需要重新找中，還要確保反轉(zhuǎn)后與第一次加工時的汽缸中心基本吻合才能繼續(xù)進行加工;現(xiàn)場技術(shù)人員不怕辛苦，多次調(diào)整，終于將平面度、圓周以及垂直度均調(diào)整到與前一次中心誤差在0.02 mm以內(nèi)。具體加工方案如下:

1.1 上、下缸汽缸平面車削

如圖2汽缸平面，將4個貓爪處的最高點確定為加工基準面，在立車上用百分表測量出加工基準面到汽缸平面最低點的高度差，此數(shù)值即為汽缸平面的車削值。根據(jù)此方法，上缸車削1.30 mm、下缸車削0.75 mm。加工完成后，合缸，緊1/3螺栓，檢查汽缸結(jié)合面間隙，用0.05 mm塞尺不能通透，內(nèi)開口位置約有0.07 mm的間隙，考慮到汽缸對磨還能磨掉約0.03 mm，車削尺寸正好合適。

1.2 隔板槽圓周車削

(1)現(xiàn)場取下下缸底部的隔板縱銷，以免影響圓周車削。上下缸合缸，裝上汽缸中分面立銷，緊固汽缸螺栓，測量各級隔板槽的相應(yīng)尺寸，根據(jù)相應(yīng)隔板尺寸以及腹脹間隙3 mm～5 mm，確定汽缸各級隔板槽、各道圓周的車銷量。

表2 根據(jù)隔板尺寸以及腹脹間隙確定的各隔板槽道的車銷量

(2)利用汽缸隔板槽的徑向平面，確定加工平面;利用汽缸隔板槽軸向圓周，確定加工中心。校核其余隔板槽徑向平面是否與加工平面平行、其余隔板槽軸向圓周是否與加工中心同心。然后在端面車削出一個基準面。根據(jù)確定的各隔板槽道的車銷量進行車削加工。由于立車加工深度受限，無法一次性完成所有隔板槽道的加工。由于在端面加工出一個基準面，翻轉(zhuǎn)汽缸后加工平面基本確定，再重新找加工中心，復(fù)核其余隔板槽徑向平面是否與加工平面平行、其余隔板槽軸向圓周是否與加工中心同心后，將其余未加工的槽道車削完成。

(3)為保證加工汽缸平面的平面度，將上、下汽缸涂抹紅丹粉進行對磨，打磨掉部分突出點后，緊1/3螺栓測量如下:

表3 隔板與隔板槽道間隙數(shù)據(jù)

磨缸后，用0.05 mm塞尺檢查汽缸平面間隙，均不能通透，邊緣數(shù)據(jù)如圖3所示。

2 取得的經(jīng)濟效率

(1)節(jié)約檢修費用約72.7萬元。(哈汽廠加工費、運費—修造廠加工費、運費)

(2)通過加工處理，消除了汽缸變形，大大減少級間的漏氣現(xiàn)象，提高了高中壓缸的缸效，降低了機組供電煤耗。

根據(jù)江蘇方天電力技術(shù)有限公司對#10機組大修前、后的性能試驗報告:高中壓內(nèi)缸加工后，135 MW純凝工況下，主汽門前高壓缸效率為76.32%，較大修前提高1.78個百分點，中聯(lián)門前中壓缸效率為90.73%，較大修前提高0.63個百分點;

圖3 車削、磨缸后高中壓內(nèi)缸合缸平面測量的間隙

表4 中壓缸效率數(shù)據(jù)

135 MW純凝工況下，機組試驗熱耗率為8678.13 kJ/(kW·h)，修正后機組熱耗率為8396.17 kJ/(kW·h)，較大修前熱耗率降低184.61 kJ/(kW·h);

表5 熱耗計算數(shù)據(jù)(表中壓力為絕對壓力)

3.煤耗計算

供電煤耗計算公式:

q—汽輪發(fā)電機組熱耗率Kj/(Kw·h)，消除汽缸變形后#10機組熱耗率降低184.61 Kj/(Kw·h)。

ηg—鍋爐效率，2011年#10機組鍋爐效率為92.61%。

ηp—管道效率，管道效率取98.0%。

e—發(fā)電廠用電率，2011年#10機組發(fā)電廠用電率為7.10%。

由以上公式可知，在消除汽缸變形后#10機組供電煤耗降低7.48 g/(Kw·h)。

4.節(jié)能效果

2011年，#10機組實際完成自發(fā)電量7.9061億(Kw·h)、入庫標煤含稅價1052.83元/噸，按此計算年節(jié)約標煤5493.9 t，年節(jié)約燃料成本578.4 萬元。

3 結(jié)束語

汽輪機在實際運行中，因外界負荷、蒸汽參數(shù)、及汔輪機本身結(jié)構(gòu)變化，均會汽輪機級內(nèi)各項參數(shù)的變化，進而影響其經(jīng)濟性和安全性。汽缸是汽輪機設(shè)備的重要組成部分，高中壓內(nèi)缸結(jié)合面是否嚴密對機組的安全經(jīng)濟運行有著舉足輕重的作用。此次，電廠通過與修造廠合作，自主處理了汽缸變形嚴重的缺陷，提高了高中壓缸的缸效，為企業(yè)的節(jié)能降耗取得了明顯的成效。同時，也加強了檢修技術(shù)人員解決同類問題的能力，對電力行業(yè)中同類型機組類似問題的解決也有著較好的借鑒作用。

［1］王罡.大型汽輪機組全工況運行熱經(jīng)濟性在線分析［D］.華北電力大學，2000.1－2.

［2］林萬超.火電廠熱力系統(tǒng)定量分析［M］.西安交通大學出版社，1997.38 －40.

［3］馮立宇，李建榮，陳廣元等.常規(guī)干燥余熱回收裝置的研究［J］.森林工程，2012，28(2):22 －25.

［4］西安熱工院.電站汽輪機熱力性能驗收試驗規(guī)程(GB－8117 －87)［S］.北京:水利電力出版社，1996.39 －42.