沙角A 电厂200MW 汽轮机低压缸通流改造

      摘要：沙角A 电厂200MW1号国产三排汽汽轮机，与现代汽轮机相比，性能
已相当落后，严重影响了电厂的“创一流”达标，必须对其通流部分进行改造来
提高机组效率、出力及降低能耗。为此，介绍了1 号机汽轮机低压缸通流部分改
造的方案，改造过程中遇到的问题和对策，改造效果及一些经验性的建议。

      关键词：汽轮机低压缸改造对策效果看法国产三排汽200MW 汽轮机由
于当时技术水平与制造水平的限制，其性能已落后。目前，对国产200MW 汽轮机
实施通流改造来提高机组效率、出力及降低能耗，已成为主流发展方向。1998年
12月～1999年2 月，在沙角A 电厂1 机大修期间，对汽轮机的低压缸通流部分进
行了改造，改造工期共用了69d ，比原计划提前了16d 完成，改造达到了预期目
的，取得了明显的效益。

      1.改造方案1.1 隔板改造低压5 级隔板全部重新设计，更换新型产品。
低压1~5 级隔板采用焊接隔板，静叶采用全三维弯曲造型，低压1~4 级叶身与两
端围带铸为一体，加强了隔板的刚性。

      1.2 动叶片改造低压1~4 级动叶更换为新型线产品，动叶自带围带，
汽道做成斜面，汽封齿数增加，取消原拉筋调频，动叶顶部取消铆接，减少应力
集中，利于安全运行。末级动叶采用三元流可控涡手法设计，出汽边高度为668mm
，叶顶采用自带围带整圈连接结构，围带内斜外平。

      1.3 重新设计几个项目分流环重新设计，使结构更加合理；第23~37
级叶轮重新设计；低压部分的三个隔板套重新设计。改造后中、低压转子均需做
高速动平衡试验。

      2.改造前性能试验大修前，为了准确评价机组改造后的经济性及效果，
对改造需要消除的缺陷及要完善的项目提供正确的方向，特请广东省电力试验研
究所对#1机组进行大修前热效率试验，结果见表1 所示。

      表11号机热效率试验结果

      3.问题及对策3.1 转子跳动量大的问题大修解体后，低压转子与中压
转子联接的短轴最大跳动为0.23mm，靠背轮瓢偏值为0.08mm. 在转子返厂更换叶
轮及叶片的同时进行处理，瓢偏修正到0.02mm，最大跳动量修正到0.06mm. 
3.2 新隔板中心问题中、低压缸隔板更换后，在以中压缸前汽封洼涡和低压
缸后汽封洼涡为基准拉钢丝进行中心调整时，发现中压缸后汽封洼涡向左侧偏移
1.12mm，低压缸前汽封洼涡向左侧偏移0.33mm. 中、低压缸洼涡中心线不在同一
轴线上，这样便存在着隔板调整应该以什么作为中心基准的问题。中、低压缸洼
涡中心不一致的原因是什么呢？可能在安装时便存在，也可能是汽缸变形或在运
行中受管道的推拉应力引起。为此对中、低压缸滑销系统进行了检查，未发现异
常情况。

      中、低压缸中心不一致对机组安全运行是否有不良影响呢？经查阅该
机组运行历史记录，未发现异常情况。认真研究汽轮机结构，汽轮机正常运行时
主要保证动静部分的间隙符合要求，转子中心与隔板和汽封中心一致，即使汽缸
中心有少量偏移对安全运行没有不良影响。当然三缸中心与转子一致最为理想，
在现有条件下要达到这一理想状况看来不现实且无必要，故决定新隔板安装以转
子中心作为基准来调整。隔板暂不进行找中心工作，待转子从哈尔滨汽轮机厂回
来后，先进行轴系中心调整，然后以轴系（转子）为基准分别找正各级新隔板、
隔板套等，使隔板、隔板套中心和转子中心一致，但把隔板套调整工作放在轴系
找中心后进行，使大修后期工作较紧张。

      3.3 低压转子重新定位问题低压缸通流改造后，通流间隙须重新
定位，低压转子相对原来位置往发电机方向移动了1.87mm；同样发电机转子也向
励磁机方向移动1.87mm. 发电机转子移动将改变转子与定子的磁场中心，磁场中
心改变后是否会引起转子窜动或振动？经电气维修和汽机维修专业认真研究，认
为发电机转子移动1.87mm，磁场变化很小，不会引起不良后果，不过开机后要注
意观察推力瓦温度是否正常。

      低压转子向发电机方向移动1.87mm后，则其与中压转子连接短轴的垫
片也重新加工相应加厚。

      3.4 汽封间隙过大的问题试装时发现隔板汽封及中、低压缸轴封
间隙过大，顶部间隙大部分超过1.80mm（设计值0.65~0.95mm ）。隔板间隙过大
造成大量蒸汽直接从间隙中流过，降低机组效率，中压缸后轴封及低压缸轴封间
隙过大，会漏入空气降低真空直接影响机组效率。为配合本次通流改造，特设计
了一系列专用工具进行大量加工汽封圈，见下图所示。

      4 改造效果改造投运后，1999年3 月8 日～25日，由广东省电力
试验研究所、西安热工研究所、哈尔滨汽轮机厂、北京三维公司对1 机进行了热
力性能鉴定考核试验，试验标准依照美国机械工程师学会《汽轮机性能试验规程
》（ASMEPT6.0 －1976）。大修前，低压缸效率为79.43 ％，改造后为87.53 ％，
达到合同保证值87％的要求。改造前为8888.6kJ/kW.h ，改造后，热耗值为8522.95kJ/kW.h，
节约煤约12g/KWh ，其中约8g/kWh归功于低压缸改造，另外4g/kWh归功于高压加
热器改造及其他。机组在三阀点试验工况时的功率，经系统修正和参数修正计算
后为208.226MW ，与大修前设计出力相比，相同的主蒸汽流量机组出力提高5.626MW，
达到了改造后不增加流量而提高出力的目的。可见，汽轮机通流部分改造是个见
效快、经济效益好的项目，为我厂创建一流发电厂打下了坚实的基础。

      5 分析与建议以下对试验结果进行简要的分析并就改造工作及汽
轮机经济性提出粗浅的一些建议。

      a ）新隔板找中心的问题使我们改造工作十分被动，但我们在工作中
找对了方法。以后如果进行改造，不管是三缸全改或只改低压缸，在揭缸后，转
子返厂前先进行轴系找中心工作，轴系找中后，以轴系（转子）为中心基准测量
各隔板、隔板套等的位置。改造时，在转子未返厂时便可通过拉钢丝或用假轴方
法，按预先测量值来确定隔板、隔板套等的位置，使工作更主动、争取更多的时
间。

      b ）大修后高压缸效率为77.81%，中压缸效率89.51%，低压缸效率为
87.53%，与国外同类型机组相比，高压缸约低10～11% ，中压缸约低2~3%，低压
缸约低3~4%. 由此可见，提高机组经济性在高中压缸方面仍有很大的潜能，建议
以后进行三缸全改的方案。

      c ）主汽门和调节汽门节流损失在200MW 工况时约5 ～18％。由于采
用凸轮配汽机构，其特性曲线只能做得比较平坦，因此，阀门之间重叠度大，一
般在40～50％，这样高压进汽因节流损失大造成高压缸效率低，所以建议制造厂
在制定通流改造方案时，将主汽门、调节汽门型线以及其它降低其压损的措施一
起给予考虑，或采用计算机控制每个阀门，即将调节系统由液压调节改为数字电
液调节。由计算机控制阀门特性曲线就相当容易做，可以做得很陡，大大地减低
各调节汽门之间的重叠度，一般只在2 ～3 ％。这样节流损失大大地减少了，高
压缸效率也提高了。

      6 结束语本次低压缸通流改造是成功，效率也是明显的，要使整
个机组经济性更上一个水平，还有许多项目要完善。