（神华国能哈密大南湖电厂 839000）
摘要：本文对300MW汽轮机的设备改造进行了分析，对其性能存在的问题进行了分析并提出了优化的措施，以提高300MW汽轮机的工作效率。
关键词：300MW汽轮机；设备改造；性能优化
随着电力体制的改革，确保设备可靠性、降低机组热耗、提高发电效率是每座电厂的当务之急。由于机组的设计、制造、安装、运行等诸多因素的影响，机组经济运行方面一直存在着许多问题。因此，对300MW汽轮机设备进行改造以及性能优化显得十分重要，这对于提高汽轮机的性能和工作效率具有十分重要的意义。
1 汽轮机设备改造
对于300 MW汽轮机而言，本体改造是非常重要的。引进型300MW汽轮机高中压采用合缸、反向布置的双层缸结构，这样可以最大限度地降低轴向推力。高温高压蒸汽从汽缸中部进入，汽缸热应力较小。为了实现内外缸之间的蒸汽流动以及对通流部分的高温段进行冷却，采用了高压反向进汽加平衡活塞结构。新蒸汽经过6个喷嘴组后进入冲动式调节级，做完功的蒸汽大部分会转向1800。流入第一个高压反动级，一部分蒸汽经过高压平衡活塞的间隙进入高压内外缸夹层中间，冷却高中压转子及内外缸壁，之后蒸汽的一部分进入与内外缸夹层相通的高压排汽室，另一部分经冷却蒸汽管流入中压平衡活塞的中间腔室，再流过中压转子高温段表面进入中压缸第一级动叶前，与再热蒸汽汇合继续做功；进入高压平衡活塞的蒸汽还有一小部分直接经中压平衡活塞进入中压转子第一级动叶前与再热蒸汽汇合参与做功。
但是在实际运行中，蒸汽的流动与上述设计并不相符。大修时发现平衡活塞处颜色暗红，中压第一级颜色发蓝，由此可知，转子受到了急剧冷却，主要是由于高压排汽缸的低温蒸汽经过冷却蒸汽管进入了高中压平衡活塞等处。由于高中压平衡活塞处于主蒸汽和再热蒸汽进口高温区，转子受到急剧冷却后会严重损耗转子的使用寿命，造成平衡活塞汽封体变形、发生碰磨，使汽封间隙远大于设计值，导致高中压缸效率明显低于设计值。据此在300MW汽轮机改造时去除了蒸汽冷却管。
此外，中压缸本体疏水设计不合理。设计疏水直接引入高压疏水扩容器，在机组热态启机时，高压疏扩中的低温蒸汽会返入中压缸内，造成上下缸温差大。另外，中压缸排汽区疏水与中压外缸疏水不在最低位置。根据系统设计，由于四段抽汽与中压缸排汽区疏水口在同一圆周上，且位于中压缸的最低位置，因此缸内积水可直接进入四段抽汽口；中压外缸疏水与三段抽汽口位置接近，并位于同一水平面，此处疏水可通过三段抽汽口经电动门前疏水气动门进入凝汽器，因此在改造时可去除中压缸本体疏水，改由抽汽管道电动门前疏水管道疏水。
2 300MW汽轮机性能的优化
在运行的过程中由于受到高负荷的生产，300MW汽轮机组将会十分容易出现零部件的老化，因此要对其进行更换，不然其汽轮机组的性能将会出现下降，并且其性能下降的速度将会出现持续递增的状态。出现问题的原因主要是汽轮机组设备的老化磨损出现不断的扩大，同时凝气器也将会在真空中出现下降。
2.1 关于300MW汽轮机设备的老化
300MW汽轮机设备老化通常会带来以下问题：第一，汽轮机汽封；第二，间隙出现变大；第三，内部出现的泄露相对来说比较严重。为了能够更好解决这些问题，研究人员需要在汽轮机当中增加气封叶片，并能够保持在汽封间隙，同时有计划地更新汽封片，尤其是动叶的顶端，其主要是采用了单片叶顶汽封的情况。然而对于新型的多叶顶气封来说，其性能的减少漏气以及损耗能够有效的延长机组的使用寿命，同时也能够更好的提高工作的效率，进而很大程度上被广泛的应用到各个工厂当中。
2.2 凝汽器真空下降
凝汽器的清洁度及漏入的空气量对凝汽器真空度会造成很大影响。采用黄铜类冷却管的凝汽器必须优先保护冷却管，但对于采用钛合金管的凝汽器，只要保持适宜的胶球冲洗频度并选用适当种类的胶球即能达到高清洁度运行。漏入凝汽器的空气量则越少越好，特别是调峰机组，由于其启停频繁，在凝汽器伸缩节部位及大小机轴封处容易产生老化及损伤，最终导致空气漏入。在实际运行中，机组的真空状况恶化通常是由于真空系统泄漏造成的。工作人员对某地5台300MW汽轮机组进行真空严密性试验，结果发现汽轮机低压缸前后轴封、小汽机轴封以及小汽机缸体水平及垂直结合部均存在严重泄漏，泄漏率高达两个数量级，真空泄漏率最高到1200Pa/min，大大降低了设备性能和发电效率。
分析认为，汽轮机低压缸前后轴封及小汽机轴封泄漏主要是由于轴封系统设计不合理造成的。引进型300MW汽轮机组轴封系统由汽封母管、调节装置、轴封加热器、减温减压器等组成，大、小机轴封采用同一系统，设计复杂，自调困难，容易发生积水和撞管；由于轴封间隙大而导致长期冒汽，润滑油容易进水，显著降低机组发电效率。因此需进行系统改造，首先应在主机汽封母管、小汽轮机供、回汽母管上装设自动疏水器，并将小汽轮机回汽母管直接接至轴封加热器，在转子高中压平衡活塞和端部轴封处改用布莱登汽封，以尽可能降低轴封泄漏。
小汽机缸体水平及垂直结合部存在严重泄漏，这主要是由于小汽机缸体内部高低压结合部法兰紧固螺栓长期受热膨胀，导致缸体连接不紧密而造成的。由于小汽机揭缸检修时该处并不在检修范围内，因此该处泄漏被长期忽略。对此可使用汽缸保温涂料混合密封胶进行临时堵漏处理，如有检修机会应首先对小汽机缸体内部法兰紧固螺栓进行重新紧固和密封处理，并在缸体外均匀覆盖汽缸保温涂料以加强密封效果。
2.3 对现有汽轮机联合循环改造
汽轮机联合循环发电自身具备热效率高、容量大、污染小、调峰能力强等优点，被各大生产企业纷纷吸纳作为本企业技术革新的新起点。比如用相同的原材料燃气轮机产生的热量，做的功要远远大于蒸汽轮机所做的功和产生的热盆。汽轮机在消耗水量时也要比同等规模的其他机组省水省时间，低生产成本，企业赢利。联合循环法是一种新型节能环保的新方法，节水性是一大亮点，各大厂商追捧，汽轮机联合循环改造特别适合中西部缺水地区使用，既节省了资源又创造了效益，证明科学在经济发展中的巨大作用。另外，轮机联合循环改造法降低了CO2的排放，数据表明在实际生产中可以降低30%的废排放。
在上述的分析当中，我们应该要特别的注意联合循环发电器组，其主要是有燃气轮机、回收锅炉、发电机以及蒸汽轮机组所共同的组成，然而对于其组成的部分来说，也是具有着十分紧密的联系，并且是缺一不可的。然而对于这四个个体来说也是相对独立的，同时也具有着共同的特点，那就是都属于旋转机械，并且其数量也相对来说比较多，因此必须要不断的加强其震动方面的诊断以及监视。然而对于机组来说，必须要具有着专业的机修人员来对其进而四十二个小时的定期全面检查以及对其进行监视，并且要使其能够具有着预测性的来对数据进行实施的调查以及分析，如果发现存在着异常必须要立即上报，进而需要专家来对其进行指导。与此同时，还需要建立起一个健全的网络系统，使其能够实时来对外界进行知识技术等方面的经验来对其不断的累积，更好地对其系统进行掌握，保障其运行的安全和稳定。
3 结语
综上所述，本文对300MW汽轮机的设备改造以及性能优化进行了研究，提出了在气封叶片上进行改进，采用新型的叶片，同时要确保汽轮机真空泄露合理符合设计值的要求，并且提出了真空泄露处理的具体方法，从而能够提高汽轮机的工作性能，提高企业的经济效益。
参考文献：
[1]赵长存，李宁，王建，等.300MW汽轮机设备改造及性能优化的研究[J].河北电力技术，2003（05）：41-43.
[2]沈阳，田军让.300MW汽轮机设备容及系统优化改进[J].节能，2012（08）：12-16.
[3]李志新.300MW汽轮机优化改造[J].科技风，2013（08）：22-25.
论文作者:柳磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：汽轮机论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 中压论文; 机组论文; 凝汽器论文; 活塞论文; 《电力设备》2018年第21期论文;