600 MW機(jī)組汽輪機(jī)節(jié)能優(yōu)化

陳敦炳

（福建華電可門發(fā)電有限公司 福建連江）

某電廠1#汽輪機(jī)型號為N600-24.2/566/566，超臨界，一次中間再熱，三缸四排汽凝汽式汽輪機(jī)。給水回?zé)嵯到y(tǒng)由3臺高壓加熱器，4臺低壓加熱器和1臺除氧器組成。給水系統(tǒng)配備2臺汽動給水泵和1臺電動給水泵。冷端采用雙背壓凝汽器，開式循環(huán)水海水冷卻。

一、問題

1#汽輪機(jī)試驗(yàn)測得的熱耗為7801.1 kJ/（kW·h），比設(shè)計(jì)值7597 kJ/（kW·h）高213.8 kJ/（kW·h）。高壓缸效率為86.39%，比設(shè)計(jì)值87.686%低1.3%；中壓缸效率為92.02%，比設(shè)計(jì)值93.755%低1.74%；凝結(jié)器的真空為523 Pa/min，遠(yuǎn)高于合格值270 Pa/min；凝結(jié)器端差7.5℃，汽輪機(jī)熱耗遠(yuǎn)高于同類機(jī)組平均值。

二、原因分析及改進(jìn)措施

1.汽封間隙偏大

汽輪機(jī)大修揭缸后發(fā)現(xiàn)，高、中壓缸汽封間隙普遍偏大，左右側(cè)間隙不均，以高壓缸隔板汽封和中壓缸阻汽片徑向間隙為例，高壓缸隔板汽封徑向間隙值見表1，中壓缸阻汽片徑向間隙見表2。

表1 高壓缸隔板汽封徑向間隙 mm

調(diào)整方法：測量結(jié)果表明，1#機(jī)組高中壓汽封間隙超標(biāo)和不均勻是導(dǎo)致高中壓缸效率偏低的主要原因，調(diào)整方法是按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行校正，分析討論后決定按設(shè)計(jì)間隙標(biāo)準(zhǔn)值下偏差進(jìn)行調(diào)整，在保證安全的前提下，最大限度地減少漏汽損失，提高汽缸效率。

表2 中壓缸阻汽片徑向間隙 mm

為了保證在小間隙下汽輪機(jī)安全啟動，制訂了1#機(jī)組檢修后啟動方案，延長各轉(zhuǎn)速階段暖機(jī)磨合時(shí)間：600 r/min低速暖機(jī)時(shí)間由10 min延長至1 h以上；2400 r/min中速暖機(jī)時(shí)間由1 h延長至2 h以上；2850 r/min高速暖機(jī)時(shí)間由10 min延長至1 h以上，啟動過程中各軸瓦軸振升高時(shí)，適當(dāng)延長暖機(jī)時(shí)間。

2.低壓缸軸封改造

1#機(jī)組的真空值顯著低于合格值，鹵素真空檢漏儀檢查表明，兩個(gè)低壓缸軸端有漏真空現(xiàn)象，低壓缸軸封存在缺陷，對汽輪機(jī)低壓軸封空氣側(cè)的軸封進(jìn)行改造，將梳齒式汽封改為密封性能更好的刷式汽封。

刷式汽封是在不改變原有汽封體結(jié)構(gòu)的前提下，將汽封齒改裝為刷毛。理論上此道刷毛與軸可做成零間隙，出于安全考慮預(yù)留了0.2 mm的間隙，相對于原梳式汽封0.45 mm的標(biāo)準(zhǔn)間隙能達(dá)到更好的密封效果，并且由于刷毛是傾斜30°~45°排列，刷毛的質(zhì)軟和回彈特性，能保證在不傷軸的情況下起到很好的密封效果。

3.噴丸除垢

揭缸后檢查各汽缸動、靜葉均有不同程度的結(jié)垢情況，局部最大沉積厚度約為1 mm，見圖1、圖2。

圖1 高壓缸第9級靜葉片

圖2 中壓缸第8級動葉片背汽側(cè)

在傳統(tǒng)的噴砂除垢現(xiàn)場污染大且效果難以達(dá)到要求的情況下采用噴丸除垢的新工藝，噴丸采用的玻璃珠為二氧化硅，粒徑0.25~0.35 mm，莫氏硬度4.5~5.5級，采用氣動噴頭，壓縮空氣壓力控制在0.45~0.6 MPa，對轉(zhuǎn)子的動、靜葉進(jìn)行噴丸除垢時(shí)，噴射角控制在45°~60°，非噴丸除垢部分應(yīng)做好包扎防護(hù)，噴丸后動、靜葉表面光潔度符合要求。

4.循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化

循環(huán)水系統(tǒng)原采用翻板式濾網(wǎng)，該濾網(wǎng)對大物件及植物類清洗和阻隔作用比較明顯，但對小貝殼等沒有效果，停機(jī)后檢查情況表明，鈦管內(nèi)部沉積有大量的小貝殼和膠球，這是導(dǎo)致膠球裝置無法正常投入，凝結(jié)器端差偏大的主要原因，改進(jìn)措施是先用200 MPa的高壓水對凝結(jié)器鈦管進(jìn)行沖洗，并在循環(huán)水系統(tǒng)上增加了二次旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。

5.凝結(jié)器雙背壓改造

1#機(jī)組兩側(cè)凝汽器抽真空管路串聯(lián)布置，見圖3。3臺真空泵同時(shí)為高、低壓凝結(jié)器抽真空，造成凝汽器抽氣管母管空氣互相排擠。

改造措施：在3臺真空泵之間、抽真空母管之間增設(shè)聯(lián)絡(luò)電動門，將高、低背壓凝汽器抽空氣管道分開，由原來的串聯(lián)制抽空氣方式改為高、低背壓凝汽器并聯(lián)抽空氣方式和串聯(lián)抽空氣方式可任意切換的形式，該方案將保證任何惡劣工況下，能及時(shí)切換為原母管制連接方式，確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

圖3 改造前凝汽器抽真空管路示意圖

圖4 改造后凝汽器抽真空管路示意圖

三、改造效果

1#汽輪機(jī)改造完成連續(xù)運(yùn)行100天后，試驗(yàn)測得的熱耗為7691.5.1 kJ/(kW·h)，比修前值7801.1 kJ/（kW·h）降低109.6 kJ/（kW·h）。高壓缸效率為87.26%，比修前值86.39%提高了0.87%；中壓缸效率為92.68%，比修前值92.02%提高0.66%；凝結(jié)器的真空為76 Pa/min，不僅低于合格值270 Pa/min，而且優(yōu)于優(yōu)秀值133 Pa/min；凝結(jié)器端差為5.2℃，比改造前下降2.3℃。