新型汽轮机通流部分改造对火电热能转换效率的影响分析

摘要：随着科技的进步，对机汽轮机组进行现代化技术改造，是提高机组运行效率的有效途径，同时还能降低热能以及煤炭的消耗量，使机组能够稳定运行，提高机组的竞争力，进而提高企业的经济效益。本文分析了汽轮机通流部分改造中存在的问题，并探讨了汽轮机通流部分改造内容与效果影响，为改造汽轮机提供参考。

关键词：汽轮机通流部分；改造；运行效率；效果

前言

电力能源是我国目前使用的主要能源，而火力发电是电力能源的主要生产方式之一，为了贯彻执行《大气污染防治行动计划》的环保理念，火电项目环保改造改造正如火如荼地进行着，其中，就包括汽轮机通流部分改造项目[1]。汽轮机是一种可将蒸汽能量转换为机械功的旋转式动力机械，是火力发电站中的关键性动力设备，由于设计水平及制造工艺的限制，机组在运行过程中会发生滑销系统卡涩、机组振动大、中低压转子弯曲等事故，影响到汽轮机机组的正常运行，使得火力发电工序由于设备故障而不得不中止，影响到火力发电的经济效益及生产安全。因此，在科学技术发达的今天，火力发电厂对对汽轮机通流部分进行了全面的升级改造。

1、汽轮机本体改造的重要性

对于整个机组的运行来说，汽轮机本体流通部位的改造可以更好的提高机组的整体运行效率，从而达到降低企业经济成本的目的，甚至经过改造之后还可以降低污染物的排放，提高企业经济效益的同时达到提高社会效益。目前我国很多发电企业，在进行日常运营的过程当中都已经引入多种国际先进的技术，并将其融入到汽轮机改造工作上。使用最新的汽轮机设计技术，对超临界600mw等机组当中的通流部分进行改造，可以最大限度地将整体的统一效率进行提升，除此之外还可以消除内漏的相关问题。从设计的角度分析，他经过改造之后，整个机组的热耗率可以得到有效控制，机组的经济性也明显提升。

2 汽轮机通流部分改造机组具体内容与效果影响

2.1 加强内外缸设计工作

在进行让汽轮机通过部分改造机组过程中，需要机组内外缸（高压、中压、低压）的各个抽汽扩位置不发生变化，并对三个等级气压缸进行部件的设计与制造，从而降小蒸汽的流动阻力，提高机组运行效率，进而提高机组运行的经济性。其中高压部分主要采用高压转子、高压喷嘴组，并将全部隔板与隔板汽封进行更换，再进行更换围带汽封、高压转子全部动叶片、高压缸前与后轴的汽封零部件；中压部分需要更换喷嘴环、中压转子、中压转子全部叶片、围带汽封、中压缸前与后轴的汽封。以此类推，低压部分同样需要更换相同的部件。为了能够满足机组对供热需求，需要在中压缸和低压缸中加强液控蝶阀，并在采暖抽汽管中安置安全阀、液控快关阀、抽汽逆止们等，从而保障整个机组冬季供热抽汽量高于500t/h，这样才能够满足日常供热需求。

2.2汽封结构。典型的反动式通流技术，动静之间轴向间隙较大，启动和变负荷时基本不需要考虑胀差要求；轴向间隙大径向间隙小，即有利于汽轮机快速启动和变负荷，又能保证机组具有较高的通流效率；重新设计的汽封间隙值将控制在最小范围之内，所有汽封片使用薄的不锈钢异型钢带和哈汽的新型汽封材料；单级焓降较小的反动式叶片能够设计成很小的叶片宽度，实现在有限的通流长度内设置更多的级数；小焓降多级数反动式叶型，通流效率高，转子应力低。

（3）缸体。改造叶片意味着同样需要改造缸体，缸体改造以优化为主，以提高缸体进汽量，解决冷态启动时的进汽量低问题，从而实现提高缸体的运行效率。此外，缸体进汽管道同样需要改造，改造方向以提高管道密封性为主，其目的在于减少漏气量。

2.3调节级

更换调节级喷嘴、刚度和动特性更好的三胞胎调节级动叶，优化调节级焓降，提高调节级效率；三胞胎叶片，高强度，适应顺序阀运行模式；子午面收缩喷嘴，具有更高效率，喷嘴表面采用渗硼强化防护，固粒腐蚀下降为原材料0.2；焊接喷嘴刚性好热应力小，热膨胀性好；进汽插管保留弹性密封技术，热膨胀性能好，运行时无泄漏。

2.4 流子午面缸光顾设计

为了能够有效提高、加强汽轮机各级叶片流动效率，需要对气压缸（高中低）中的各级叶片根据流道形状采用流子午面光顾设计，也就是将动叶片顶部、根部以及相邻的静叶片底部、根部开展流子午面光顾设计。再设计过程中，需要将汽轮机末级叶片一根拉筋外保留，其余各级叶片不得加入拉筋，避免提高绕流损失。对于调节级喷嘴边缘损害问题，需要采用调节级喷嘴叶片设计工作，提高设计材料的强度、耐温性，从而优化喷嘴叶片型线设计，提高喷嘴出汽边的厚度，并对叶片内背弧型线进行渗硼处理，提高喷嘴边缘抗冲刷能力与的耐磨性。

五、改造效果

在进行一系列的改造之后，电厂的工作人员按照设备和机组的实际运行情况进行了一次预备性实验以及两次正式实验操作对热耗测试的结果进行探讨以及分析。经过数据分析之后可以发现，该机组在一般的情况下进行了两次正式实验之后他们的业号相差率为0.09%，小于最小规定值，所以该数据证明试验的结果是真实有效的。两次试验的结果都表明该机组的热耗平均值低于设计值，所以经过改造之后的热耗可以满足汽轮机油耗的相关要求。

因为原有的汽轮机叶型设计较为独特，但是却已经进入到落后的状态，很难满足人们对于发电机组的相关要求。而且从原机组的汽轮机叶片具体运行情况来看，高压缸区域的叶片周围存在非常明显的漏气损失的情况，这就直接导致了整体气轮机的热耗率大幅度的提升。除此之外，通过对汽轮机的实际运行效率进行分析，可以发现因为受到多种因素的影响，各个汽轮机气道存在不光顺的问题，这就极大的提升了沿程的阻力也降低了整个汽轮机的运行效率。

结束语：

综合来看，国内对于汽轮机流通部位的改造目前已经初步取得了一定的成绩，但依然存在一定的缺陷与问题。企业在经营的过程中不仅仅要重视生产的效益，更要不断追求技术创新，不断对汽轮机等机械设备进行改造。

参考文献

[1]王学成.汽轮机本体通流部分改造及效果分析[J].2019（03）：195.

[2]刘晓宏，裴东升，王理博，崔来建.汽轮机通流改造效果分析、存在问题研究及对策[J].中国电力，2016，04：112-118.

[3]岳远峰. 探究汽轮机通流部分改造对机组效率的影响[J]. 中国科技纵横， 2017， 000（019）：70-71.