摘要：火电厂应重视对汽轮机的维护和检修，并进行必要的优化和调整，以确保能够以最小的能源损耗发挥最大的作用。本文作者结合自己的工作经验并加以反思，对600MW汽轮机节能与经济性改进措施进行了深入的探讨，具有重要的指导意义。
关键词：600MW汽轮机 节能 经济性 改进措施
目前，节能与经济性成为汽轮机优化改进方案研发的主要目标，某电厂采用2×600MW亚临界机组，汽轮机型号为N600-16.67/538/538，形式：亚临界、中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽凝汽式。为了提高电厂的综合实力，针对当下汽轮机运行过程中的问题进行分析，并引进先进的技术和结合先前的改进方案，提出对汽轮机运转行之有效的改进方案，从而提升电厂的经济效益。
一、汽轮机运行过程中存在的主要问题
1.1 汽封间隙
某研究院诊断我厂1号汽轮机热耗在8050kJ/kW.h，高出设计值（7831 kJ/kW.h）219 kJ/kW.h。为减少漏汽损失，降低热耗，提高机组内效率，保持改造经济效益的持久，以及提高机组启停过程中的安全性，将高中压缸汽封整体改造为布莱登汽封。
检修人员通过对汽轮机解体后发现，高、中压缸汽封间隙测量值均已经超出汽封间隙的标准范围，其结构需要进一步改进。
1.2 汽封间隙节能的改进措施
普通的汽轮机采用铁素体汽封，该汽封的汽封齿具有硬度小、高温难以淬硬的物理特性，使其在运转过程中降低对转子的磨损程度，但是也因为该物理特性增加其被磨损的程度，在长期的磨损过程中该汽封间隙会不断增大，破坏整个机体组合的密封性。布莱登汽封在机组启机小蒸汽流量时，汽封弧块在弹簧应力作用下是处于张开状态而远离转子；随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封汽封弧块背部的蒸汽压力逐渐增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力作用下，推动汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。汽封漏汽量的减少，减少了漏汽对主流场的扰动，从而提高机组的运行效率。
1.3 真空系统
凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分，其作用是将汽轮机排汽冷却凝结成水，形成高度真空，使进入汽轮机做功的蒸汽能膨胀到低于大气压力，多做功。若其不能正常运行，将直接影响到整个机组的安全和经济运行。
1.4 真空系统节能的改进措施
（1）冷却面结垢可使凝汽器冷却管内的阻力损失增大，对真空的影响是逐步积累和增强的。比较每日运行数据判断冷却面结垢，利用检修机会对冷凝管进行清理。
（2）提高真空系统的严密性。利用检修机会对喉部以下凝汽器侧和真空系统进行灌水查漏，消除系统漏点。
（3）降低冷却水温度。利用检修机会检查冷却塔内部喷嘴、配水槽、填料，发现缺陷及时处理。
1.5 疏水系统
汽轮机的运转必然要经过预热阶段，疏水系统主要负责清除汽缸和管道在预热阶段所产生的凝结水。疏水系统不但影响到发电厂的热经济性，也威胁到设备的安全可靠运行。若疏水不畅，会引起管道水击或震动，轻者会损坏支吊架，重者造成管道破裂、设备损坏的安全事故。凝结水若进入汽轮机机组内部，还会损坏叶片，引起机组振动、大轴弯曲、汽缸变形等恶性事故。疏水不畅还会加大扩容器与疏水集管之间的温差，提高两者衔接处裂纹发生的概率，导致空气进入凝汽器等。
1.6 疏水系统的改进措施
（1）疏水管道阀门内漏，将关阀门列为日常监管的重点检测对象，利用红外测温计对关阀门的内漏现象进行检测，及时发现内漏现象，隔离系统后进行检修.
（2）疏放水一次门大多采用法兰连接，密封垫损坏会造成漏汽、漏水，从而影响系统运行效率，对于法兰连接的中、低压热力系统疏放水一次门改为焊接式阀门，提高疏水系统的综合性能。
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（3）对主蒸汽、再热蒸汽管道疏水系统布置的不合理处进行系统优化，同时采用取消或合并某些疏水管道及其气控阀门的方法，减少蒸汽泄露点，降低了蒸汽的泄漏量，提高机组运行经济性。
二、汽轮机经济性改进措施
2.1 管理工作的优化与改进
强化完善汽轮机相关的管理制度，并将其贯彻实施。严格按照相关规定对汽轮机的真空严密性进行检验，及时发现不符合要求的方面，并根据运行数据排查出问题的根源，保证机组安全稳定运行；确保循环水质达到技术标准，有效控制凝汽器管道结垢的现象；改进汽轮机安装过程的工艺标准，并严格要求员工安装相关工艺操作等多方面管理细节的不断优化与改进，重视现场管理，提高管理制度的执行能力。
2.2 蒸汽品质的提升
蒸汽品质的良好直接影响汽轮机安全经济性运行。一方面是蒸汽对电厂的热力设备具有很大危害，含盐蒸汽在进入汽轮机管道时会沉淀于管道内部，造成管道堵塞和漏气的故障。含盐蒸汽对汽轮机叶片会造成叶片变形、转子不平衡、增加轴向推力与叶片应力等危害，从而降低汽轮机的工作效率甚至成为事故的主因；另一方面根据《火力发电厂水汽质量标准》制定含盐蒸汽的含盐标准（确保标准在5g/kWh之下）。主要针对钠和硅的含量进行监管，从而确保汽轮机的长期安全经济运转。
2.3 提高给水温度
给水温度变化，直接影响到锅炉燃料量的变化，影响到锅炉燃烧。给水温度低，一方面增加煤耗，另一方面使排烟温度增加，排烟热损失增加，降低了锅炉效率。在运行过程中需要保证高加的投入率并保持水位稳定；检修时对加热器进行检漏并清理换热管积垢。
2.4 中压隔板套密封优化
中压隔板套在汽轮机运行过程中出现较为严重的泄漏现象是造成热损值偏高的另一大原因，针对这一问题的具体改善对策为在中压隔板套位置增设耐高温石墨盘根，从而保证1号、2号汽轮机中压隔板套位置的密封性，使得汽轮机内部气密性提高，防止出现严重的气体泄漏现象造成不必要的能源损耗。同时辅以圆柱弹簧加固石墨盘根，以保证其能够紧密贴合在中压隔板套位置。对于中压隔板套中分面的泄漏依据上述措施进行处理，并对中分面进行补充加工，增加密封键结构，以确保密封键结构能够严密契合中分面的构造[1]。
2.5 系统内漏的优化改造
采用BDV阀的汽轮机，往往会出现BDV阀泄漏气体的现象，从而发生内漏，不仅影响到汽轮机的运行，也增加了热损值。因此，针对系统内漏，提出了取消BDV阀的优化改造措施。
方案一：从外部切割BDV阀进口管道，利用钢板封堵后接疏水。具体做法为将靠近汽缸处 的BDV阀进口管道切割，加入20 mm厚钢板进行封堵，同时在封堵钢板上开直径为36 mm的孔洞，以确保后期疏水。电厂改造部件的材料全部选择合金钢12Cr1Mo V[2]。
方案二：在BDV阀上开孔，利用堵板封堵汽封体、汽缸开孔，同时针对BDV阀的设计原理和工艺进行优化调整，将原本球面配合的BDV阀改造为球面与锥面配合。经长期使用，汽轮机泄漏情况出现了明显的好转。这一方案已在菏泽电厂的4台机组上成功实施，值得在汽轮机的节能改造中推广和普及[3]。
结束语
综上所述，汽轮机的节能与经济性改进措施是电厂优化改进的重要内容，针对汽封间隙、真空系统、疏水系统、蒸汽品质和提高给水温度等方面的改进与优化有效提升汽轮机的工作效率。除了技术和工艺的改进之外，电厂在管理方面也要不断优化，达到汽轮机的节能与经济性的目标，从而增强电厂的综合竞争实力，推动我国电厂的进一步发展。
参考文献：
[1] 张岩.600 MW机组汽轮机低压缸改造效果评价研究[D].河北：华北电力大学，2014.
[2] 赵豹.600 MW级火电厂热力系统优化与（火用）分析[D].天津：河北工业大学，2014.
[3] 范晓英.600 MW直接空冷机组运行优化研究[D].北京：华北电力大学，2015.
[4] 谢旭阳.西屋引进型超临界600 MW汽轮机组整体性能优化节能技术研究与应用[D].济南：山东大学，2014.
论文作者:何志广
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/3
标签：汽轮机论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 机组论文; 系统论文; 电厂论文; 管道论文; 《电力设备》2017年第18期论文;