摘要：黄埔电厂给水泵汽轮机由上海汽轮机厂制造，设计于上世纪七八十年代，出厂于1986 年，受限于当时的设计水平和制造、安装水平，该机在性能上明显落后于当代先进水平。经过多年的运行考验后，机组还暴露出一些安全上的隐患。除了安全性的不足，经济性的下降同样引起了我们注意，我们将在文中论证该机组汽动给水泵通流改造的必要性，为改造工作论证和铺垫。
[关键词] 汽动给水泵、机组效率、通流改造
一、改造项目概况：
本次改造项目名称为：黄埔电厂锅炉给水泵汽轮机通流改造。
（1）主机概况
黄埔电厂 300MW 汽轮机,厂内编号为#5、#6 机，以下简称该机。系上汽厂生产的亚临界压力、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、冲动、凝汽式汽轮机，机组共有有四缸，即高压缸、中压缸和两个低压缸。高压缸与中压缸为反向布置；低缸为对向分流式布置。两只低缸共有四只排汽口，结构上称为四缸四排汽。
（2）泵组概况
每台 300MW主机各配备两台 50%容量的汽动给水泵组，给水泵汽轮机为上汽制造的：G6-7(165)-3型凝汽式小汽轮机，配套沈阳水泵厂引进KSB技术生产的50CHTA/7 主给水泵,前置泵由电机单独驱动。小汽机正常工况下由主机四段抽汽供给供汽，一般情况下不使用备用汽源，主机低于 30%负荷时启动电泵上水；排汽经过下排汽接管进入主机凝汽器。
（3）锅炉给水泵汽轮机概况
表 1 G6-7(165)-3 型小汽轮机设计参数
该小汽轮机汽缸为单层缸结构，共 1 个调节级和 6 个压力级，主机 4 抽蒸汽经 1 个主汽阀后通过一组6 个提板式调节阀从前缸上半分别进3 个蒸汽室，对应喷嘴数分别为 5、14、5，其中中间 4 个调节阀对应同一个蒸汽室。蒸汽室蒸汽通过调节级进入小汽轮机的 6 个通流压力级，最终排汽通过下排汽接管进入主机凝汽器。
前后缸皆为铸造结构，隔板直接安装在高低压缸上，低压末级动叶片长255mm，调节级和 2~5 级压力级叶根为单倒 T 型叶根，第6、7 级为双倒 T 型叶根。转子为整锻带中心孔转子，后输出采用油润滑齿式联轴器与主给水泵联接，盘车电机通过皮带传动从排汽端驱动转子，测速齿轮设在转子推力盘前，而推力盘设置在前轴承箱内。转子前后轴承跨距2560mm，前轴承为推力径向联合轴承，前后径向支撑轴承均为φ160mm 可倾瓦轴承。
二、泵组目前存在的问题与改造的必要性
黄埔电厂给水泵汽轮机由上海汽轮机厂制造，设计于上世纪七八十年代，出厂于1986 年，受限于当时的设计水平和制造、安装水平，该机在性能上明显落后于当代先进水平。经过多年的运行考验后，机组还暴露出一些安全上的隐患。
1、泵组运行经济性差
根据从电厂运行实测结果及提供的数据来看，按 2009.08.26 西安热工院在青山电厂 12#机上试验的结果，12#主机的 1、2 号汽泵组平均效率 56.27%，其中前置泵和主泵总效率达到了 79.13%，而两台小汽轮机的平均效率仅为70.34%，进行进排汽参数修正后折合到额定工况效率仍然<71%。
2、小汽机安全性差
锅炉给水泵是汽水循环系统的关键所在，给水泵组是主机安全可靠运行的重要保证，而驱动给水泵的小汽轮机可靠运行则是锅炉给水泵正常运行的前提。
（1）该型小机有明显的设计缺陷，末 3 级叶片容易断裂。 同型机组在沙 A 电厂、马二电厂和青山电厂都曾经发生过小机末叶片断裂事故。从该型机组近 100 台运行情况来看，该问题具有普遍性。黄埔电厂次末级叶片已经断裂、水蚀后经过更换，但未从根本上解决问题。
（2）该型小机后两级动叶片水蚀严重，影响效率的同时存在安全隐患。
图 1 小汽轮机末级叶片水蚀
（3）后 3 级动叶无围带设计。
一方面不能形成有效阻尼抑制叶片振动，另一方面导致叶尖漏汽损失增大。
3、小汽轮机通流改造必要性
影响该汽轮机性能的原因经分析主要有以下几点：
（1）该汽轮机设计成型年代早，叶片型线设计技术比较落后，通流叶型损失、
二次流损失较大，压力级效率低；
（2）汽轮机子午面通流光顺程度较差，流动损失较大；
（3）焓降分配和速比不合理，轮周效率偏低；
（4）后 3 级动叶无围带设计，叶顶漏汽损失大；
综上所述，为提高锅炉给水泵组的经济性和安全性，有必要对小汽轮机进行相应的通流改造。
三、通流改造可行性的调研结论
目前国内各电厂目前已经积极开展锅炉给水泵小汽轮机的挖潜工作，国华盘
山电厂（前苏联机泵）、汉川电厂、青山电厂等已经开始方案设计，其中青山电
厂有 4 台小汽机与当前黄埔电厂的完全相同。
锅炉给水泵小汽轮机作为电厂发电的主要辅机，其安全性、可靠性与经济性
同等重要，需要采用不同于电站汽轮机设计的驱动用工业汽轮机设计技术，目前
国内已具备这类技术条件。
针对本项目而言，经通流改造后小汽轮机经济性可望达到目前国内同类型汽
轮机的先进水平，小汽机通流改造后效率可提高到 83%，小汽机效率较目前能提
高近 10%，同时减少了CO2排放，具有明显的经济效益、社会效益和环保效益。
从上述分析来看，对该机通流部分进行改造是必要和可行的。
作者简介：钟坤明（1971年10月），男，电力运行助理工程师，现从事电厂运行工作。
论文作者:钟坤明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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