试论1000MW超超临界汽轮机设计特点及调试技术

试论1000MW超超临界汽轮机设计特点及调试技术
作者：王中平
来源：《科学与财富》2016年第23期
摘要：1000MW超超临界汽轮机在电厂的使用中是经常能见到的，汽轮机的向使用可以提高电厂的工作效率，是电厂生产中经常会用到的设备，但是机组的启动调试还存在着问题，本文是通过对上汽1000MW超超临界汽轮机的设计进行研究，对调试中出现问题及时解决，提出具体的解决措施，对汽轮机的设计有着重要的意义。

1000MW超超临界汽轮机在电厂中扮演着重要的角色，如果没有汽轮机，电厂是不能正确运行的，如果电厂不能正确运行。

电力系统就会出现问题，对人们的生产和生活产生着严重的影响，1000MW超超临界汽轮机在使用的过程中经常会出现问题，如果没有及时解决这些问题，就会对电厂的正常生产产生影响，在对汽轮机进行调试的过程中，发现汽轮机在制造、设计和安装上都存在着问题，主要就是经验不足，技术较为落后，本文对这一问题积极性研究，为系列汽轮机的制造提供借鉴作用。

1 汽轮机的总体结构
在上汽1000MW超超临界汽轮机的总体结构如下：汽轮机的整个流通部分是由4个气缸组成的，这四个气缸分别是一个高压缸、1个双流中压缸和2个双流低压缸，共设64级，均为反动级。

高压缸部分有14单流压力级，不设调节级。

中压缸部分有2×13个压力级。

2个低压缸压力级总数为2×2×6级。

末级叶片高度为1146mm。

汽轮发电机轴系由汽轮机高压转子、中压转子、2个低压转子、发电机转子及励磁机转子组成，转子之间采用刚性联轴器联接。

除发电机转子外，轴系设计采用独特的单轴承N+1支承模式，与其他两家国产超超临界汽轮机轴系采用双轴承支承相比，汽轮机转子轴系长度仅为29m，同比缩短了8～10米。

整个汽轮发电机组轴系长度为49m，共有7个径向轴承和1个径向推力联合轴承支承。

除高压转子由2个径向轴承支承外，汽轮机其他转子均由单轴承支承。

2 汽轮机的设计特点
汽轮机的设计方式也有着严格的要求，在设计上主要是体现了以下特点：
2.1 使用的是圆筒型高压外缸
圆筒形高压外缸的设计可以减少缸体的重量，这样的设计可以减少制造成本，能够节省资源，对制造企业来说是极有利的，这护送高压缸是由厂家整体发运的，高压缸使用的是双层缸设计，双层缸是由内缸和外缸组成，内缸是由静叶持环组成的，外缸的形状是圆筒形的，这种
高压缸在里面是不设置隔板的，如果设置了隔板就会出现反效果，无法发挥高压缸的作用，在缸内还要安装静叶栅，静叶栅是反动式的，这就是内缸的设计理念，外缸使用的设计理念与内缸是完全不同的，外缸采用圆筒的设计形式，分为进气缸和排气缸，汽轮机在运行的时候会出现大量的废气，这些废气会影响着汽轮机的使用，需要有进气缸支撑着汽轮机的正常使用，而排气缸主要是为了将废气都排出去，让汽轮机可以正常的使用，高压外缸在汽轮机的构成中是非常重要的，内缸的方向为垂直纵向分布，这样可以汽轮机可以很好的受热，让材料的受热情况保持一致，如果没有保持一致就会出现高温现象，对汽轮机中的其他部件来说也是一种损害。

2.2 特殊的补汽调节阀
不起调节阀技术对汽轮机是非常重要的，如果没有不齐调节阀，就不能够对汽轮机及时进行调整，补气阀的主要作用就是在主调节门开足的情况下，向机组供汽，但是并不是无限量的供应的，供汽量要达到进气量的8%，这一数值是最大的数值，不能超过这个数值，否则会给汽轮机造成不利的影响，在汽轮机中使用补汽阀的主要作用是：首先，可以在汽轮机的进汽量和工况流量之间的比值较大的时候，使用补汽调节阀，补汽调节阀可以子啊主调节阀不足的情况下，进行补充，可以保证汽轮机的正常运行；其次，当打开补汽调节阀的时候，蒸汽会快速的进入到第五级处，第五级处的温度会降到30℃左右，如果外缸的温度过高，还可以起到调节温度的作用，提高部件的稳定性；最后，补汽调节阀还可以提高变负荷速率，变负荷速率的提高可以加快汽轮机的运行，但是在运行的过程中需要对汽轮机的稳定性有可靠的保证，这样对国家电网的安全有着重要的意义。

2.3 液压马达盘车装置
液压马达盘车装置主要是由起诉离合器、轴承、液力调速马达和紧固件组成的，液压马达在使用的过程中主要是由顶轴油驱动的，使用这种装置可以改变调节阀的速度，在使用的过程种还需要对液压马达盘车装置进行润滑，如果长时间没有进行润滑，就会被侵蚀，这样就会影响使用的效率，对汽轮机的使用是不力的，会影响马达的转动。

3 调试关键性技术
3.1 高低加调试的关键点
在进行调试的过程中，如果是调试高加，仅仅有一条高压给水管线在运行，这样的情况下就极容易出现故障，会减少汽轮机的使用寿命，由于某种故障，流经3台高加（A列或B列）的高压给水量须减小到75%额定负荷下。

因为在较大的高压给水量的情况下，系统即使只运行很短的时间，也会导致管子和壳体部结构部件发生损坏。

在投运7、8号低加时，由于低加汽侧呈负压状态，所以应把汽侧空气排尽，防止因空气聚积影响蒸汽的流动，增强换热效果。

3.2 轴承座的真空度
为防止轴封处泄漏油蒸汽，轴承座中的真空度应当调整至-25到-40mmWC（水柱）。

主润滑油箱也要调整到合适的真空度，油管会出现额外的吸力，即使每个轴承座的节流阀关闭，仍会产生过高的真空度。

如果必要，改变节流阀的位置。

任何节流阀档板位置发生变化后，轴承座真空度就会改变。

运行期间节流阀档板位置发生改变之后，在进行盘车操作时必须重新检查压力。

3.3 汽轮机启动过程中的温度制约与实践
上汽1000MW汽轮机设计的快速启动方式受到温度准则和温度限制的制约，特殊情况下前者的快速性与后者的不易实现存在着矛盾。

温度准则和温度限制不易满足的原因很多，其中主蒸汽温度对此影响最大。

启动初期主蒸汽温度控制困难，汽温波动直接影响到主汽门与调节汽门的内外璧温差，经常造成主汽门和调节汽门的温度裕量不满足要求而使启动受阻，不能发挥快速启动的作用。

3.4 冲机凝结水水质的变化
机组首次整套启动时，汽轮机、高低加热器、高低旁路等都是第一次投入运行通过蒸汽，其表面的防腐油脂、黏附的灰尘、产生的锈蚀以及安装过程中的杂质将会进入凝汽器，汽机冲动后直到在3000r/min稳定运行的约5h内，凝结水会受到严重污染，凝泵和给水泵入口滤网经常堵塞。

同时为防止水冷壁爆管和汽轮机叶片严重积眼等，超超临界机组对水质要求很高。

因此对于新投产超超临界机组应在机组点火前进行长时间热力系统的冷态水冲洗、高压加热器及炉本体的温态水冲洗和热力系统的热态水冲洗。

待蒸汽品质达到一定要求后才进行机组冲转。

4 结论
本文通过对上汽1000MW超超临界汽轮机一些独特设计特点的阐述，以及通过对在华润徐州电厂5、6号机组调试期间所暴露出的问题及解决方法作了较为详细的介绍，为今后同类型机组的调试、生产运行提供了宝贵的经验。

参考文献
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[2]巩秀芳，杨功显，范华，李青松.600℃以上超超临界汽轮机组用材[J].东方电气评论，2011（1）.。