汽轮机技术介绍(通流改造介绍)

先进的整体通流设计技术（AIBT）
近年上海电气不断创新发展，开发了先 进的整体通流叶片设计技术(AIBT) ，该技术 包含了通流的整体布置、叶片选型、差胀间 隙设计、叶顶围带和叶根设计等功能，已成 功应用于亚临界300MW 湿冷汽轮机通流改 造及300 ～600MW 等级新开发机组的设计 中。 AIBT 整体通流设计技术与传统的通流 设计技术相比，具有非常显著的优点： 从气动力学角度，提出了变反动 度的设计原则，即每一叶片级的 反动度是不相等的，以最佳的气 流特性决定各级的反动度，使各 个全三维叶片级均处在最佳的气 动状态，提高整个缸的通流效率 通流汽封采用镶片式汽封，降低 漏汽损失 叶片采用‘T’型叶根， 无轴向漏汽损失
高压缸改造范围及说明
序号 1 2 3 4 5 6 7 高压内缸 喷嘴组、调节级 高压隔板、静叶持环 高压转子、高压动叶 平衡活塞 隔板汽封和围带汽封 高压缸端部汽封 名称 说明 配合新型叶片改造，同时保持原设计各抽 汽口物理位置不变 优化型线 AIBT技术设计的弯扭新叶型 AIBT技术设计的弯扭新叶型 推力计算核定尺寸，采用布莱登汽封型式 采用镶片式汽封 采用新型汽封，如蜂窝(接触式)汽封等
亚临界600MW湿冷汽轮机原机型总体布置形式
亚临界600MW 湿冷汽轮机 通流改造的必要性
受当时设计及工艺条件限制，原机组设计效率不高
157机组部分设计技术为西屋20世纪70年代的水平 通流技术为上汽90年代末水平

机组实际运行效率偏低

亚临界600MW湿冷部分机组运行热耗约在8000～8100kJ/kW.h
原机型 F156 H156 F156 H156 B156 H156 F156 H156 155 H156 H156 F156 H156 H156 H156 F156 H156 H156 H156
改造方案 高中低压通流全改 高中压通流全改、低压不改 高中压通流全改、低压不改 高中低压通流全改 高中低压通流全改 高中低压通流全改 高中低压通流改造 高中压通流全改、低压不改 高中压通流全改、低压不改 高中低压通流改造 高中低压通流改造 高中压通流全改、低压不改 高中压通流全改、低压汽封改造 高中低压通流改造 高中低压通流改造 高中低压通流全改 高中压通流全改、低压不改 高中压通流全改、低压不改 高中低压通流全改 高中低压通流改造
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整体通流设计技术（AIBT）介绍 300MW等级汽轮机通流改造概述 典型亚临界600MW湿冷汽轮机通流改造方案 典型超临界600MW等级汽轮机通流改造概述
典型亚临界600MW湿冷汽轮机原机型
汽轮机型式 铭牌出力 主蒸汽参数 再热蒸汽温度 VWO流量 转速 末级叶片长度 背压 单轴，高中压分缸，四缸四排汽 600 MW 16.67 MPa(a),538 ℃ 538 ℃ 2008/2028 t/h 3000 r/min 905 mm 4.9 kPa(a)
低压缸改造前
原机型低压缸装配图
低压缸改造后
改造后低压缸装配图
低压缸改造小结
低压前四级动静叶采用AIBT技术进行叶型优化，末三级可个性化 选用905/915/1050mm系列叶片，改造后低压缸效率可达90%。 在低压缸端部可考虑采用新型汽封，以提高密封性能，如采用蜂 窝汽封或接触式汽封等。
改造目标
• 提高汽轮机的效率，热耗在现有运行值基础上降低3～5％（10~15g）； • 适当提高机组出力，改造后的铭牌出力取决于锅炉蒸发量和铭牌背压； • 提高汽轮机的安全可靠性，消除安全隐患及缺陷； • 提高汽轮机调峰能力。 • 有效减少SO2、NOx、CO2和烟尘的排放。
改造方案说明
• 外缸不动、主汽阀、主调阀布置不变，外部接口完全相同 • 调节级动叶采用三叉三销结构型式，主蒸汽进汽通过喷嘴室过渡，为 顺流布置结构； • 高中压缸叶片采用新标准材料； • 高中压通流叶片采用3DV叶片以提高通流效率；高压除调节级外，共 有13级压力级（老机型为11级）；中压共10级（老机型为9级）
高压缸改造前
原机型高压缸装配图
高压缸改造后
围带汽 封形式 隔板汽 封形式
改造后机型高压缸装配图 高压静叶持环和高压内缸可做成整体内缸，加强密封，减少现场装配工作量
中压缸改造前
原机型中压缸装配图
中压缸改造后
改造后中压缸装配图
高中压部分改造小结
1.采用AIBT技术优化设 计亚临界600MW湿冷汽 轮机高中压通流，全面 提升高中压缸效率； 2.高压内缸、持 环等可做成整体 缸，减少漏汽; 3.通流部分采用镶片 式汽封；可在高中压 轴端汽封、采用蜂窝 式或接触式汽封，平 衡活塞汽封采用布莱 登汽封，减少漏汽。
中压缸改造范围及说明
序号 1 2 3 4 5 名称 中压内缸 中压隔板、静叶持环 中压转子、中压动叶 隔板汽封和围带汽封 中压缸端部汽封 说明 配合新型叶片改造，同时保持原设计各 抽汽口物理位置不变 AIBT技术设计的弯扭新叶型 AIBT技术设计的弯扭新叶型 采用镶片式汽封 采用新型汽封，如蜂窝(接触式)汽封等
高效的高中低压通流结构
1 小直径、多级数、各级均有汽封 2 变反动度 3 全部采用‘T’型叶根，漏汽损失小
静叶根T型
双T叶根
单T叶根
4 高中低叶片级采用弯扭的马刀型动、 静叶片 5 整体围带叶片、全切削加工；强度 好、动应力低、抗高温蠕变性能好
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
项目名称 外高桥#3、#4机组 丰城#3、#4机组 嵩屿#2机组 阳逻#1、#2机组 沙角A电厂#4、#5机组 石横#3、#4机组 望亭#11机组 温州#5机组 秦皇岛#1机组
应用业绩
序号 1 2 电厂 嘉华电厂#5 国华宁海、台山等一 批17台 原型机 157 157 改造方案 高中压全改 高中压全改 项目情况 已签合同 已签框架合 同
综上分析，高中低压全改方案具有改造彻底、改造效 果最好、投资回报时间短和改造长期受益高等优点。故推 荐亚临界600MW湿冷汽轮机采用高中低压全改方案进行 通流改造。
高中压布置
全新通流技术
自平衡式连通管
顺流喷嘴
93.0%
IP
87.0%
HP
无中心孔转子
新型汽封 全新整体内缸设计
低压布置
末级叶片 排汽段优化
新型汽封
单层低压内缸
3D通流设计
原机型
改造后新一代机型
改造方案小结
• 采用变反动度设计优化300MW机组高中压通流，改造后高中压缸设计效 率分别达87.0和93.0 ％； • 高压内缸、持环等可做成整体缸，减少漏汽； • 高压调节级通过喷嘴室过渡，改反流为顺流，六阀全开状态下，相对效率 提高1.6％； • 高中压缸部分可采用新型汽封，以提高密封性能，如端部汽封采用刷子汽 封；平衡活塞汽封采用布莱登汽封等；
低压缸改造范围及说明
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 低压内缸 低压静叶持环 低压转子及动叶 低压隔板 低压缸进、排汽导流环 隔板汽封和围带汽封 低压内缸隔热罩 联轴器螺栓（LPⅠ-中间 三凸台螺栓改四凸台螺栓 轴-LPⅡ-发电机） 采用镶片式汽封 名称 新型结构 原设计两个持环合并成一个持环 AIBT技术叶型替换原叶型 AIBT技术设计的弯扭新叶型 说明
（ 总投运约 30台 ） 亚临界 300MW湿冷机组采用该技术改造部分业绩
10 莱城#3、#4机组 11 长兴电厂#2、#3机组 12 彭城电厂#3、#4机组 13 徐塘电厂#4、#5机组 14 15 16 17 18 19 嵩屿#1机组 宁夏大坝#3、#4机组 田家庵#5机 温州#6机组 菏泽#3、#4机组 长兴电厂#1、#4机组
ห้องสมุดไป่ตู้ 低压缸改造方案
1. 2. 前四级动静叶进行优化，采用AIBT 技术设计全新弯扭叶片； 以提高电厂全年加权平均经济性为目标，优化选用先进可靠的末级长叶 片系列，可采用905/915/1050mm ； 3. 通流部分隔板和围带汽封采用镶片式汽封替换弹簧退让式汽封，齿数更 多，密封更好； 4. 5. 低压采用新型结构，更换内缸解决#5 、#6 抽汽超温问题； 外缸基本不动，根据末叶片的选配，可在排汽导流椎处做适当改进。
投运日期 2010年12月 2011年6月 2010年11月 2010年12月 2011年6月 2011年11月 2013年2月 2012年6月 2011年12月 2012年12月 2012年1月 2012年6月 2013年5月 2012年12月 2014年1月 2012年11月 2012年11月 2013年1月 2012年12月 2013年5月 已投运 2013年7月 已签合同 已投运 2014年1月 2013年12月
国家节能减排政策需要及相关激励政策 各发电企业经营压力
改造原则及方针
将汽轮机发展的最新技术成果充分运用到改造机组中去，消除老机组缺 陷，全面有效提高机组的经济性及安全可靠性 在对经济性影响较小的情况下，尽可能保留现有设备，应用新技术而只 改造最少的部套，降低改造成本 根据成本与收益的比价效应，下列条件通常为机组改造的约束条件： 基础不动，各轴承座及轴承跨距保持不变 高中压外缸及低压外缸不换, 各管道接口位置不变 汽轮机与发电机连接方式和位置不变 机组主、再热门及与外缸保持不变 现有进排汽参数基本不变
通流改造方案小结
通过增加叶片级数、采用效率更高的弯扭叶片和采用高效 汽封等措施可提高通流效率、减少漏汽，进而提高机组运行的 安全可靠性，增加机组铭牌出力，提高机组效率。如改造后阀 门全开工况高压缸效率可达到89%以上水平。
通流改造方案总结及经济性分析
上海电气将先进的整体通流和结构设计技术应用到亚临界 600MW湿冷汽轮机改造中，改造后可以提高机组运行的安全可 靠性，增加机组铭牌出力，提高机组效率。改造后机组阀门全 开工况高压缸效率可达到89%以上水平。
改造目标
• 提高经济性 全面提高机组高/中/低压缸效率 锅炉、发电机、辅机及电厂系统等密切配合，增加铭牌出力 • 提高运行灵活性
高中低压全改方案
高中压缸改造方案 1. 高压调节级通流能力按锅炉最大连续蒸发量及汽轮机铭牌负荷等因素综 合考虑确定； 2. 调节级后的通流跨距尽量保持不变, 高中压通流采用先进的通流整体设计 技术（AIBT ）优化，高压除调节级外，压力级由11 级改为12 级；中压 由2x9 级改为2x10 级 ； 3. 通流部分隔板和围带汽封采用镶片式汽封替换弹簧退让式汽封，齿数更 多，密封更好，漏汽损失减少。
上海电气 汽轮机组通流改造技术介绍
2013年4月
战略发展目标
全面对标西门子，建设世界级工厂， 国内领先，国际一流。 打造具有国际竞争力的、汽轮机行业 的一流企业。
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整体通流设计技术（AIBT）介绍 300MW等级汽轮机通流改造概述 典型亚临界600MW湿冷汽轮机通流改造方案 典型超临界600MW等级汽轮机通流改造概述
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整体通流设计技术（AIBT）介绍 300MW等级汽轮机通流改造概述 典型亚临界600MW湿冷汽轮机通流改造方案 典型超临界600MW等级汽轮机通流改造概述
典型超临界600MW等级汽轮机简介
超临界600MW 等级汽轮机首台机组于2005年7月 在江苏镇江发电有限公司通过168试运行。该类型机组为 高中压合缸的三缸四排汽（或两缸两排汽—适应空冷较 高背压）机组，自第1台投运后的3年内，投运和签订的 机组台数达到近100台，该类型产品采用了20世纪90年 代后期西屋先进的模块化设计理念和通流叶片弯扭技术。
外高桥电厂 改造前： 3＃318.2，4＃318.16 改造后： 3＃304.77，4＃305.24 阳逻电厂 较改造前热耗降低569 kJ/kWh，项目达产后每 年节约标煤4万吨
煤耗：
在其他各等级大功率机组改造中使用AIBT技术也将与300MW等级机组一样获 得显著效果！
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亚临界300MW湿冷汽轮机改造主要技术指标效果
缸效：
外高桥电厂 高压缸：87.3％ 中压缸：93.6％ 石横电厂#3 高压缸：87.6% 中压缸：93.12% 温州#5： 高压缸：86.72% 中压缸：92.43% 长兴#3： 高压缸：86.6% 中压缸：92.2%
出力：
外高桥电厂 铭牌出力320MW 最大连续出力： ＃3：331.39MW ＃4：332.7MW 阳逻电厂 铭牌出力328MW