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1、32MW机组高压缸通流改造实施与管理 【摘要】：徐州华润电力有限公司二期二台30W机组由于设计及制造原因，汽轮机效率及经济性低下，热耗率过高，汽轮机通流部分技术改造是提高机组效率、节能降耗最有效的手段。【关键词】汽轮机、通流改造、本体检修管理、经济性一.公司概述徐州华润电力公司位于江苏省徐州市北郊，为江苏省大型发电企业,总装机容量328MW。其中一期#、#2汽轮发电机组,汽轮机为上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造，型号为N20/.7/537/37,亚临界、一次中间再热、高中压合缸双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机，机型为H5型;二期#3、#4汽轮发电机组，汽轮机为上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制
2、造，型号为3/53537,亚临界、一次中间再热、高中压合缸双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机，机型为16型。三期#5、#6汽轮发电机组,汽轮机为上海汽轮机厂引进德国西门子公司技术制造,型号为N100-2625/60000（TCF），超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽汽轮机、凝汽式、双背压、八级回热抽汽。#1、2机组分别于996年9月、7年6月投入商业运行;#3、#机组分别于2X年6月、02X年9月投入商业运行；#5、#6机组与202X年6月同时投入商业运行。二.项目背景徐州华润电力有限公司二期#3、4机组汽轮机的设计属于美国西屋公司0年代的设计水平,受当时设计技术、设计手段、制造加工能力和临时
3、改型等因素的影响，效率相对低下，汽轮机热耗高。该型汽轮机投运十多年来在经济性能和安全可靠性方面出现了不少问题,所存在的问题也是引进型汽轮机和引进优化型汽轮机所存在的共性问题。机组在投产后汽轮机各监视段抽汽参数相对较高，高、中压缸效率相对较低,经济性差,各项指标一定幅度的偏离机组设计值。机组投产运行多年来,机组的效率越来越低,煤耗越来越高。根据华润电力控股公司运营部关于开展部分火电机组技术经济指标评价活动的通知要求，受华润电力控股公司运营部的委托，22年月华润电力(锦州)有限公司电力试验中心热力试验所对徐州华润电力有限公司锅炉、汽轮机设备进行热力性能测试。试验结果显示:机组300MW电负荷时,#
4、机设计热耗776J/kWh；试验热耗为848.44k/kWh,参数修正后机组热耗为8201.47k/kWh,参数修正后热耗比设计热耗高2887kJkWh;#4机设计热耗71760J/kWh;试验热耗为87708J/kW，参数修正后机组热耗为81291kJ/kh，参数修正后热耗比设计热耗高235.91kJ/Wh。根据国家可持续发展战略及对节能降耗的相关政策要求，考虑到目前机组的实际状况,有必要对#3、#4机组的通流部分进行技术改造,以达到切实降低机组煤耗、提高机组安全稳定性能的目的。三.项目实施与管理过程.项目技术分析根据华润电力（锦州）有限公司电力试验中心热力试验所提供的性能试验报告，#3机在
5、%THA工况（9874M)时，实测计算得到高压缸效率.，比设计值8.11低49个百分点,使热耗增加8.57kkh;实测计算得到中压缸效率88.6%,比设计值92.0低4.4个百分点,相应机组热耗增加122.1kJ/kWh。高、中压缸效率合计影响,共使热耗增加2096JkW。#4机在00%THA工况(30.64 MW)时,实测计算得到高压缸效率244，比设计值8.11低2.67个百分点，使热耗增加4734kJ/kWh;实测计算得到中压缸效率8.9,比设计值92.40高3.43个百分点，使热耗增加9.44JkW。高、中压缸效率合计影响，共使热耗增加151.7k/kh。由此可见,汽轮机本体通流部分的
6、影响是热耗高于设计值的主要原因。H16型汽轮机通流部分影响经济性的主要原因如下：调节级为反流布置，流动阻力大，效率低。汽轮机的动叶片除低压缸末三级为扭转叶片外,其余均为直叶片，叶片效率低。汽轮机通流汽封间隙较大,蒸汽泄漏严重。汽轮机的动叶片采用的均是铆接围带,铆钉头凸出叶片围带、动叶叶顶。汽封齿数少，汽封间隙大。由于结构设计、安装及老化等原因，高压进汽插管、高、中压中间部分轴封、高压缸夹层蒸汽泄漏量较大，也是导致汽轮机经济性能差的原因。通过以上分析，我司确定改造思路如下:调节级优化：调节级动叶改为顺流布置结构,提高机组效率。采用新型叶栅降低调节级通道前部的气动载荷,大幅度减小二次流损失。优化叶
7、片型线及通流布局：采用先进的通流积木块进行设计;高中压通流叶片采用3DV叶片及变反动度设计（30%-6%)以提高通流效率;高压除调节级外,共有2级压力级（原1级）;中压共1级（原9级）;优化布局,以获得更加平稳的热效率曲线;采用弯扭联合成型静叶栅可以比直叶片的损失降低25%以上，从而提高汽轮机的级效率1左右。采用无中心孔整锻转子：转子更换为不带中心孔的整锻转子，大幅提高转子强度，改造后可取消中速暖机,缩短了65%的启动时间,提高了机组运行灵活性和调峰能力。采用虾米弯中低压连通管：采用虾米弯及不锈钢波形膨胀节技术,提高效率及提高机组运行的安全可靠性,解决机组启停过程及运行中的膨胀补偿问题。汽封:
8、高中压通流各级汽封均采用目前最先进的机组设计理念，在转子上增设了多齿汽封，与隔板汽封形成多齿迷宫式汽封，大大降低了级间漏气。各级动叶片顶部增加径向汽封齿齿数,中压各级动叶片围带加工成带有凸台的结构,与高低齿围带汽封相配合。高中压缸、低压缸端部均采用蜂窝汽封;平衡活塞汽封采用布莱登汽封。叶片的强度设计、叶片型线优化和振动设计:高中压缸叶片材料采用较高材质的叶片。动叶都为自带冠叶片,在工作转速条件下形成整圈联接,增强叶片的刚度,动应力水平小，彻底消除铆接围带存在的由磨损导致的围带脱落隐患,运行安全可靠。在叶片的振动方面,对叶片的振动特性进行优化设计,叶片具有更大的共振安全裕度。结构优化:改造方案中
9、对主要静止部件结构也进行了优化,进一步提高机组经济型，如高压内缸与持环及高压平衡活塞做成整体缸,减少漏汽；高压进汽插管密封结构进行了优化，进一步降低插管漏气;低压内缸采用单层缸结构，增强缸的强度,减少运行过程中的变形等。机组改造的技术特点：通流结构优化叶片型线优化收缩子午面调节级叶栅弯扭联合成型叶片成熟高效可靠的末级次、末级动叶片高中压转子更换为不带中心孔的整锻转子蒸汽泄漏控制先进汽封型式进汽和抽汽插管的结构改进2. 项目实施主要时间节点202X年10月，委托上海汽轮机有限公司完成二期机组通流改造方案设计。202年11月，完成3、#4机组通流改造技术规范书。0年2月,完成改造项目可研评审。20
10、2年4月2日，召开3、#机组2320MW汽轮机通流改造项目第一次联络会,确定改造供货周期。02X年月18日,召开#3、#机组2320MW汽轮机通流改造项目第二次联络会，对每一个设备制造、加工时间节点进行疏理,确定供货及到厂时间。202X年9月7日，#3机组302A级检修开始，#机组通流改造随即展开。202年10月1日，#4机组402A级检修开始,#机组通流改造随即展开。0X年1月5日,#3机02A检修结束开始整套启动。202X年1月31日,#4机40A检修结束开始整套启动。3. 项目实施管理过程 1）、制造厂设备摧交为了确保本次通流改造的效果，本次通流改造工程采用PC全包的方式,包括设备制造、
11、设备安装队伍的选择等统一由上海汽轮机厂实施,并得到我司的认可。由于上海汽轮机厂在20X年下半年改造机组达多台，上海汽轮机反馈的我司二台机组供货时间满足不了现场改造工期，只能保证一台,#机供货时间推到年底。为此我司派专业人员去上海汽轮机厂进行设备的监造、摧货、协调。紧盯设备，积极与上汽厂有关领导、车间进行沟通,对设备的铸造、毛坏、加工环节进行全过程的跟踪,确保设备不被其它厂挪用。紧盯每个设备的每道工序所要加工完成时间,再到下一道工序的开工中间环节协调,尽量做到无缝连接。通过不懈的努力,使#3机设备在1年10月号到现场,#4机设备在2年12月3号到现场。2)、现场项目管理、检修前期准备工作：本次#
12、机通流改造计划时间：#3机停机时间为年9月号，整套启动时间为11月2号。#4机停机时间为2年10月5号,整套启动时间为12月0号。本次检修有近40天时间为大修重叠期。在本次大修前通过对设备的运行情况,全面对二台机组的本体设备进行评估,结合二台机组修前的性能试验,了解设备热耗大的原因,有针对性的对设备进行排查,掌握了设备最基本情况，为设备大修项目的确定打下了基础。同时在停机前完成了各种方案的编制、审批、立项、合同签订,物料报计划、摧交到现场等工作。在大修过程中进行对标管理。编制了设备检修管理手册，明确大修的质量、安全、工期、费用控制、安全文明管理目标，存立了大修指挥部,下设工程质量管理组、安全文
13、明监察组、设备调试试运组、物资供应组、后勤保障组、宣传报道组等,按照各自分工做好各项工作。制定了检修调度会、安全例会、设备分步试验试转控制程序、设备整体试验试转控制程序、检修质量控制程序、试运及修后阶段质量控制程序、设备冷态验收、设备热态验收等各项制度及质量控制程序。并设立了检修整改通知单、重大缺陷通知单、异常不符合项报告单、设备检修/试运质量检查不合格通知单、试转/试验申请单、让步接受单、停工通知单、消缺回执单、紧急物资需求申请单等，让每一步检修安全、文明、质量得到有效控制。 同时还编制了设备检修文件包、作业指导书。检修技术措施、检修安全措施、质量保证措施等技术文件。编制了网络进度施工节点图
14、、施工现场定置图,有效的对大修现场进行控制。与本次改造的检修队伍山东电建二公司相关人员进行了交流，就施工人员进厂时间、检修现场场地的布置、围栏、标语、宣传及检修画板、检修专用工器具等情况进行了沟通。在第二次设计联络会期间，与山东电建二公司领导再次进行疏理。得到了统一认识。、检修期间项目管理、大修队伍的入厂管理：检修队伍进入生产现场需办理进入施工现场工作证明（合同）、安规考试成绩、承包工程施工人员入厂登记表,出入证、特殊工种登记表及特殊工作证复印件、签署安全协议书、交纳安全风险抵压金、工作负责人申请单、提供组织安全技术措施、技术部安全交底、特殊车辆进厂登记表、检修设备开工令等相关手续，才能进入施
15、工检修现场。、本体大修现场布置:大修现场布置完全按照检修现场设备定置摆放图来布置,对于26米地面布置采用底层彩条布、中间细木工板、上层橡胶板来布置，整个平台不得露出平台大理石。汽机平台围栏采用铝合金或金属管可拆卸式围栏，固定间距设置宣传栏。整个汽机平台设一个大围栏留两个通道，进入汽缸区域再设置一个小围栏，只留一个通道,并配备人员专门对进出汽缸区域内人员进行登记。所有进入汽缸区域人员佩带上缸证,无证者一律不得进入检修区域。在平台上设置大修项目介绍、安全、质量目标、检修工艺、检修工期等,另设立大修情况动态看板,包括每天工作内容、三天滚动计划，出现问题,需协调内容、违章内容及图片，另附各单位相关人员签到表、张贴大型设备起吊检修等各种方案，要做到人人到现场,关注现场。在汽机房行车上及汽机房排柱、B排柱设立宣传标语。人员统一着装。、本体大修项目过程管理在各种入厂手续办完后,汽机专业召集所有检修人员进行现场安全技术交底,明确安全注意事项,逐项解释规章制度，使每个作业人员都能充分明晰。工期管理:由于本次检修工期每台机只有55天,而汽轮机厂设备制造完工到厂时间当时第一台机排定在10月2号，对后期安装时间比较紧，而且有部分加工尺寸需开缸后才能测量，所以在检修开工初期与检修负责人多次沟通,决定分二班倒进行汽缸的解体工作,但要
