（大唐甘肃发电有限公司景泰发电厂 甘肃省白银市 730408）
一、 国内汽轮机通流改造现状
国内汽轮机制造厂的通流设计技术成熟，应用广泛、安全可靠，通流改造经验丰富经历了半个多世纪的创立和发展，我国火力发电设备制造业走过了从无到有，从小到大，由弱变强的历程。现已建成以哈尔滨、上海和东方三大制造集团为主体，具有相当规模、水平和实力的技术开发与制造基地。
1、哈汽
哈汽以设计、制造大型火电(空冷、湿冷)、核电、联合循环汽轮机、燃气轮机和舰船用汽轮机为主的大型骨干企业，具备批量生产亚临界 25MW 至 600MW 汽轮机，300MW、600MW 直接空冷汽轮机，600MW 超临界汽轮机，1000MW 以上超超临界汽轮机、1000MW 等级的核电汽轮机的能力，年综合生产能力超过 1200万千瓦。哈汽在充分借鉴、吸收西屋公司 300MW、600MW 汽轮机及三菱、东芝超( 超) 临界汽轮机设计技术基础上，建立了先进、完整的技术创新体系。
2、上汽
上汽厂在汽轮机设计及改造技术中，经历了由采用西屋技术到采用西门子技术的进步，已开发应用了基于西门子技术的先进通流设计 AIBT 技术。表6列举了上汽部分改造业绩。
3、GE
GE 是汽轮机改造领域的世界先供应商，已经了或正在进行设计和 是汽轮机改造领域的世界先供应商，已经了或正在进行设计和 制造的汽轮机达1000余例（以单个缸为计数位）。最初的改造项目多为阿尔斯通生产的汽轮机，而近年来改造合同 通生产的汽轮机，而近年来改造合同，有40% 左右是由其它公司生产的汽轮机。GE从1998 年开始专门的汽轮机改造业务，目前设有基于 年开始专门的汽轮机改造业务，目前设有基于 Rugby（英国）、 Mannheim（德国）、 Elblag（波兰）的欧洲中心以及在Richmond的美国中心、 Delhi的 印度中心和北京的国对外开展业务。 GE 在改造其它制商供应的设备方面具有丰富经验。
二、主要厂家技术特点
1、哈汽技术方案
哈汽将采用反动式技术对通流部分进行优化改造，采用的主要技术有：
（1）通流设计采用多级反动式技术；
（2）采用缸体自带平衡环结构，通流汽封和端部汽封采用新型小间隙汽封技术，减小漏汽损失；
（3）减小调节级焓降，调整各压力级根径和叶片高度；
（4）高中压采用整体内缸结构，减少高中压内部装配部套数量，消除汽缸漏汽和隔热罩漏汽损失、杜绝装配部套的轴向定位面漏汽；
（5）优化高中压缸进汽结构和调节级蒸汽室型线，优化高中压排汽端型线，减小流动损失；
（6）优化高压调节级动叶后与第 1 级压力级之前的汽流混合腔室，保证第 1 级压力级进口蒸汽的均匀度；
（7）采用缸体自带平衡环结构，通流汽封和端部汽封采用新型小间隙汽封技术，减小漏汽损失；
（8）采用预扭装配式隔板，不再进行焊接，因此不存在由于焊接和焊接后进行热处理带来的叶片变形，从而更好保证叶片通流的精度，提高机组效率。
（9）整体铸造低压内缸，360°切向蜗壳进汽，流线型无障碍进汽通道，降低低压缸分缸压力，改善低压缸密封环境，自密封型缸体构造技术优良，保证良好的刚度和密封；
（10）高中压缸压力级和低压缸部分静叶采用装配式结构，保证制造精度和通流尺寸的精度，叶片更换方便，缩短拆装周期。
2、上汽技术方案
上汽采用 AIBT 技术进行整体通流设计及结构优化，改造后通流结构见下图，采用的新技术主要有：
（1）通流设计采用 AIBT 技术：AIBT 通流技术已经广泛应用于上汽大功率新机设计和老机组的改造项目以及最新的联合循环汽轮机中，在这些机组中体现出了AIBT 通流技术设计的产品实测性能指标高效、稳定的特点，其应用业绩丰富、技术成熟可靠。AIBT 通流叶片结构形式有如下优点：
a) 小直径、多级数、各级均有迷宫式、高低多齿汽封；
b) 采用了变反动度的设计原则，以最佳的气流特性决定各级的反动度，使各
个全三维叶片级均处在最佳的气动状态，提高整个缸的通流效率；
c) 全部采用‘T’型叶根，漏汽损失小；
d) 高中低叶片级采用弯扭的马刀型动、静叶片；
e) 整体围带叶片、单片铣制、全切削加工、加工精度高；
f) 叶片强度好、动应力低、抗高温蠕变性能好。
（2） 优化高压喷嘴及调节级动叶型线，显著提高机组进汽效率。
（3）高压内缸采用整体形式，将原机组中的高压内缸、高压静叶持环、高压进汽侧平衡活塞汽封三个部件整合为一个整体的高压内缸，减少了原来部件之间配合，增强了密封性能，使得现场的起吊安装以及将来的检修更为快捷。
（4）高压蒸汽室也从原来的与内缸焊接形式改为上下半装配式。
（5）低压内缸设计为新型斜撑式内缸，并将低压静叶持环的布置方式进行优化。新设计的低压内缸采用新型的单层斜撑结构，此结构可以有效的减少内漏，提高效率；同时单层内缸可以大大减少现场的装配及调整工作量，缩短施工周期。
（6）低压进汽部分采用三段渐缩结构，三段渐缩结构的紊流度明显减小，速度分布更加均匀，气动性能明显改进。
（7）中低压连通管改造后采用压力自平衡式不锈钢波形膨胀节形式，这种结构形式的中低压连通管可以有效解决高中压外缸及低压外缸由于差胀产生的对连通管巨大的推力，同时可以吸收由于差胀产生位移。改造后连通管弯管处采用圆弧弯管形式，与改造前的直角过渡形式相比，可以有效降低蒸汽汽流的压力损失，提高效率。
3、 GE技术方案
GE 的高中压缸仍采用冲动式设计，改造后的通流设计，根据速比要求，优化叶片的节圆直径，增大了顶部/底部半径的比值，叶片更长，效率更高，蒸汽速度也更低。新设计的叶片具有良好的抗固体颗粒冲蚀性能，高中压转子采用整锻无中心孔转子。动叶具有先进的叶型，整体围带，这样在叶片顶部能够形成平滑的喇叭形流道，另外也易于在叶顶采用迷宫式汽封。高压隔板采用了具有先进的三维型线的静叶，静叶具有整体加工的根部和顶部围带，围带被焊进隔板内外环。末级叶片采用感应硬化及喷丸处理，提高防水蚀、抗疲劳性能，材料采用无铅焊司太立合金。改造后转子为整锻转子结构，刚性好，对扭振以及动叶与轴的耦合方式不敏感性。低压内缸采用整体焊接内缸，刚性大，不易变形。末两级动叶不需要钎焊巴氏合金。转子上的发电机端的联轴器将设计的与现有的发电机转子相配，将提供新的液压螺栓。转子的现场平衡特性和平衡面位置将和原转子一样。
GE 采用的主要技术有：
（1） 通流的优化设计技术
GE 公司同时拥有和应用冲动式汽轮机技术和反动式汽轮机技术的历史和经验，使得 GE 公司在汽轮机改造市场可提供更多的改造方案选择，并将两种技术结合起来，提供最优的改造方案。GE 公司的叶片设计具有以下特点：先进的三维空气动力学特性；后加载空气动力学叶型；迷宫式汽封设计；整体围带，形成连续均匀的连接；动叶为 T 型叶根或叉形叶根；不需要特殊的锁口叶片。
（2）叶片采用大叶栅，厚出汽边，汽流转向较平缓，颗粒容易保留在汽流中，颗粒沉淀较少。
（3）调节级叶片采用预扭的交替扭转设计，可确保叶片组均匀连续接触，提高刚性和阻尼。围带接触面上间隔着带有额外的材料，迫使围带交替方向扭转。采用叉形叶根，叶根不受预扭力影响。
（4）高压缸流量可控静叶设计，采用流体控制三维叠加技术设计的静叶，能够提高效率较高的有效汽道部分的通流能力。
（5）倾斜汽封齿及台阶型凸台设计，这种结构涡流多、能量耗散效果显著，降低漏汽量 20%以上。
（6）低压持环与内缸间的密封：低压缸持环上设置有密封环，持环与密封环之间布置有弹簧，机组带负荷后密封环通过弹簧力推向内缸，保证持环与内缸间较小的密封减息，大幅度的减少了漏汽。
（7）低压缸优化：低压缸改造会选择合适的末两级叶片，尽量减少末级叶片跨音速流动和湿蒸汽流动带来的损失。排汽导流环可以将部分排汽损失动能转化为压力能，可将更多的能量转化为有用功。
参考文献
[1]李清.浅析汽轮机通流部分改造及效果.华中电力.2011,2期24卷：84-86.
[2]赵杰. 300MW等级汽轮机通流部分改造综述.热力透平.2011,40卷1期：39-41.
作者简介
杨博(1982.11),男,陕西省咸阳市,本科，中级,火力发电机组节能技术。
论文作者:杨博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：通流论文; 汽轮机论文; 叶片论文; 技术论文; 低压论文; 结构论文; 转子论文; 《电力设备》2017年第26期论文;