50mw汽輪機改造

1、1前言50MW汽輪機是我國60年代設(shè)計生產(chǎn)的凝汽式汽輪機。該機組設(shè)計年代早，熱力性能差，設(shè)計熱耗為2261kcalkw.h(9466kJkw.h)，但電廠運行資料表明，大多數(shù)機組實際熱耗都在2300kcalkw.h(9630kJkw.h)以上，這一機組的熱力性能遠低于當(dāng)代世界先進水平，同時也遠低于國內(nèi)目前的設(shè)計水平。這不僅影響到電廠的經(jīng)濟效益，也造成了能源浪費和環(huán)境污染。1999年5月國家經(jīng)貿(mào)委和國家計委下達了關(guān)于在2003年底之前關(guān)

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

3、造成調(diào)整抽汽式汽輪機，使改造后機組成為符合國家能源政策的熱電聯(lián)供機組。a.原凝汽機參數(shù)如下：進汽壓力8.83MPa進汽溫度535℃額定功率50000KW額定進汽量190th最大進汽量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)為便于工程實施，并降低成本，改造后保持原機組的軸承跨距不變，即運轉(zhuǎn)平臺基礎(chǔ)不變的原則進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。除增加調(diào)整抽汽管路外，給水加熱系統(tǒng)及其它輔機部分不變；盡量保留原凝汽機組本體可用部件。同時采用北京全三維動力工程有限公司開發(fā)的先進成熟的全三維設(shè)計技術(shù)進行通流部分設(shè)計，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、沖動式、可調(diào)整工業(yè)抽汽凝汽式結(jié)構(gòu)，通流部分動靜葉片全部采用全三維葉片。原老機組前、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)：由一個高壓單列調(diào)節(jié)級、一個中壓單列調(diào)結(jié)構(gòu)和十七個壓力級組成，其中第十五至第十九級為套裝結(jié)構(gòu)，見圖1。汽輪機的工業(yè)抽汽設(shè)在第9級后，抽汽壓力在0.784～1.274MPa之間可調(diào)。第10級采用帶平衡室的旋轉(zhuǎn)隔板結(jié)構(gòu)。后汽缸、盤車機構(gòu)、調(diào)節(jié)汽門及汽機與發(fā)電機的聯(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

6、。中的一次油路和二次油路均取消，因此危急遮斷器油門、危急遮斷器試驗油門、磁力斷路油門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%汽輪機從額定負(fù)荷甩負(fù)荷時，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)計新技術(shù)改造后的新機組采用北京全三維動力工程有限公司開發(fā)的全三維氣動設(shè)計技術(shù)對通流部分重新設(shè)計，可將通流部分效率提高5%以上。老機組的全部靜、動葉都將被更換，在新的隔板、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中采用了具有當(dāng)代先進水平的新技術(shù)。6.1三維氣動設(shè)計特點a：調(diào)節(jié)級子午面收縮靜葉柵子午面收縮后葉柵損失會大幅度下降，使調(diào)節(jié)級效率提高約1.7%。同時，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機組中使用的傳統(tǒng)葉型，并且在工況變化范圍很大時仍有較高效率，這對機組參加調(diào)峰運行非常有利。c：高壓部分隔板分流葉柵新機型在高壓24級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，是第三代汽輪機先進技術(shù)的集中體現(xiàn)。這一技術(shù)比傳統(tǒng)直(扭)葉柵級效率可提高1.52%

9、。北京全三維公司開發(fā)出了不同長度的彎扭葉片系列。e：新型動葉片型線新設(shè)計所有動葉片均采用八十年代新型動葉葉型，在原老葉型基礎(chǔ)上改善了速度分布，減少了動葉損失。6.2通流部分結(jié)構(gòu)設(shè)計特點為提高機組的安全可靠性，進一步減少流動損失提高機組效率，并改善機組的調(diào)峰性能，在通流部分現(xiàn)代化設(shè)計中也廣泛采用了汽輪機結(jié)構(gòu)方面的許多新技術(shù)，這些技術(shù)已在實踐中證明是行之有效的，這些新技術(shù)主要有：a：自帶冠動葉片及通流子午面光順各級動葉片頂部均采用

10、自帶冠結(jié)構(gòu)，并且動葉片形成整圈聯(lián)接。長葉片自帶冠為內(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，能保證靜葉柵達到設(shè)計氣動熱力性能。c：取消拉筋由于自帶圍帶整圈聯(lián)接動葉片具有優(yōu)良的抗振強度特性，使傳統(tǒng)動葉片中用于調(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效提高1%。本機改后除末級保留一根拉筋外，取消所有級拉筋。d：