汽轮机通流部分汽封改造

Z HAN G X iao dong, Z HU Z hi jian ( Jiangsu Ligan g Elect ric Power Co., L td., Jiangyin 214444, Chin a)
Abstract: In or der to solve the pr oblem enco unter ed by the dome stic m anuf actur ed licensed type 300 M W turbine, w hose e cono my didn t rea ch the o rigina l de sig n r equir eme nt, due to lo w ef fic iency o f its hig h pr essure cy linder , sugg estions by retr o fitting the se aling gland at f lo w passag e and apply ing new ty pe no zzle s at co ntr o l stage w er e pro pose d. M easure ment re sults made a fter re tro fit sho w that the eff iciency at co ntr ol stage has been r aised gr eatly, a nd at high and medium pr essure stag e r aised o bviously, while the ther mal consumptio n o f the w hole unit re duced notably.
分别为 79. 59% 和 86. 95% , 6 阀全开工况时分别 为 80. 57% 和 87Baidu Nhomakorabea 77% , 高压缸效率处于较好的水 平, 而中压缸效率较差。另外, 调节级效率太低, 约为 45% , 与设计值( 额定工况 71. 64% ) 相比低 26% , 是影响性能的主要原因之一。
( 3) 汽轮机中压平衡活塞汽封漏汽率偏高。 实测漏汽率为 6. 72% , 设计值为 1. 4% , 流量为 10. 4 t/ h, 超过设计值 5. 32% 。5 阀全开( 1) 工况时 再热蒸汽流量为800. 72 t / h, 漏汽量达53. 8 t/ h, 比 设计值增大43. 4 t/ h[ 3] 。
3. 48 8 771. 33
压缸名义效率为 87. 69% ; ∃ 5 阀全开 1 工况高压缸效率为 79. 47% ,
中压缸名义效率为 86. 43% ; %5 阀全开 2 工况高压缸效率为 79. 71% ,
中压缸名义效率为 87. 47% ; & 5 阀全开中压缸实际效率为 85. 66% 。 该汽轮机高、中压缸效率在 5 阀全开工况时
6 阀全开工况, 高压缸效率为 80. 66% , 中 压缸名义效率为 87. 77% ;
! 300 M W 工况高压缸效率为 79. 82% , 中
收稿日期: 2009 03 05 作者简介: 张孝东( 1982 ) , 男, 助理工程师, 从事汽轮机设备维修及技术改造管理工作。
∀ 250 ∀
汽轮机通流部分汽封改造
326. 41 1 086. 79
3. 34
3. 34
3. 33
8 707. 55 8 678. 78 8 646. 91
6 阀全开 5 阀全开( 1) 5 阀全开( 2) 5 阀全开
( 2)
隔离工况
非隔离工况
301. 166 282. 737 280. 227 280. 375
6. 000 11. 869 16. 131
∀ 251 ∀
发电设备( 2009 No. 4)
汽轮 机通流部分汽封改造
大小及高度的选取是有依据的, 在不同的压力、不 同的轴径、不同的转速、不同气体的品质条件下选 用的蜂窝带规格是不相同的。蜂窝汽封退让仍采 用传统汽封的背部板弹簧结构, 所以安装间隙一 般取传统汽 封径向间隙设计 值的上限。与现有 高、低齿结构汽封相比, 由于该汽封具有高效阻透 气效应及良好的气旋效应, 从而密封效果大大提 高。由于仍采用原传统汽封退让结构, 在启动过 程中可能会产生碰摩, 但由于蜂窝带采用的是一 种镍基高温合金, 其室温抗拉强度 b= 755 MPa, 延伸 率 45% , 室 温 平均 硬 度 HB130, 固 溶 温度 1 177 # , 这样, 一旦轴与蜂窝接触, 蜂窝带快速磨 掉, 而不会损伤轴。
1 917. 00 300. 11 907. 03
3. 02 7 918. 50
注: 1) 含主汽门、调速汽门节流损失。
300 M W ( 1)
300 M W ( 2)
6 阀全开 ( 1)
301. 639 301. 086 8 304. 951
5. 193 12. 396 16. 465
5. 193 11. 546 16. 594
533. 8 3. 450 322. 0 3. 279 521. 2 79. 71 45. 13 87. 47 4. 95 279. 2
534. 7 3. 451 323. 3 3. 282 522. 4 79. 29 43. 55 87. 22 4. 91 279. 5
1 057. 19 9 125. 82 325. 74 1 089. 71
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表 1 汽轮机组大修前性能试验主要计算结果
项目
设计值
负荷/ MW 阀位
凝汽器压力/ kPa 主蒸汽压力/ MPa
主蒸汽温度/ # 高压缸排汽压力/ MPa
高压缸排汽温度/ # 中压缸进汽压力/ MPa
中压缸进汽温度/ # 高压缸效率/ % 调节级效率1) / %
中压缸效率( 名义) / % 再热压损/ %
另外在启动过程中, 可避免因汽封齿与轴碰 摩而产生的振动。安装条件是汽封 块前后必须
有较大压差, 所以低压部分不能使用。 ( 2) 蜂窝汽封的结构特点是将传统汽封低齿
车削, 由蜂窝状汽封取代。蜂窝是由内孔表面为 蜂窝形状的六边形小孔组成, 板厚 0. 05 mm, 芯格 尺寸 0. 8~ 6 mm, 深度 1. 6~ 6 mm。蜂窝带网格
6. 000 12. 736 16. 260
535. 6 3. 852 336. 7 3. 633 536. 0 79. 82 40. 17 87. 69 5. 70 265. 1
534. 5 3. 819 334. 4 3. 601 531. 7 79. 47 39. 55 87. 89 5. 70 267. 0
Keywords: steam t ur bine; se aling g land; hea t consumption; e ff iciency
N300 16. 7/ 538/ 538 型汽轮机是引进美国西 屋公司技术制造的亚临界、中间再热式、高中压 合缸、双缸双排汽单轴 凝汽式汽轮机, 机组整个 通流部分共 35 级叶片, 其中高压缸有 10 级反动 级加 1 级调节级, 中压 9 级, 低压共 14 级。调节 级动叶片为铆接围带结构, 动叶片除低压缸末 3 级为扭转叶片外, 其余均为等截面叶片。高、中、 低压缸隔板、静叶均为扭叶片。
型等, 并对结构采取了一些完善措施。试验表明, 在 6 阀全开时汽轮机高压缸效率也只能达到 79% ~ 81% 。高压缸效率低的问题, 主要原因在于通流 叶栅, 而在很大程度上受汽轮机结构的影响[ 2] 。
机组大修前进行的性能试验结果见表 1。 ( 1) 因考虑外部泄漏无法测量, 故在 5 阀非 隔离工况下进行了外部隔离, 如关闭连 排门、定 排门、除氧器排氧门等。而 5 阀隔离工况不仅对 外部泄漏进行隔绝, 同时对内部泄漏 进行隔离, 如关闭疏水手动门等。从表 1 看, 两工况的结果 相差不大, 说明内部泄漏隔离后, 阀门仍在泄漏。 ( 2) 汽轮机内效率:
改善, 机组的热耗率显著降低。
关键词: 汽轮机; 汽封; 热耗; 效率
中图分类号: T K 263. 2
文献标识码: A
文章编号: 1671 086X( 2009) 04 0250 04
Sealing Gland Retrofit for Flow Passage of Steam Turbines
535. 5 3. 899 338. 3 3. 676 536. 9 80. 66 38. 68 87. 77 5. 71 265. 9
1 051. 57 9 182. 19
318. 81 1 065. 11
1 050. 86 9 114. 93 315. 41 1 054. 49
1 058. 85 9 138. 09
5. 000 11. 159 16. 833
5. 000 11. 067 16. 598
5. 000 11. 152 16. 627
531. 1 3. 837 334. 1 3. 619 528. 0 80. 47 37. 73 87. 76 5. 70 267. 2
527. 8 3. 491 316. 9 3. 323 516. 5 79. 47 44. 10 86. 43 4. 81 279. 9
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汽轮 机通流部分汽封改造
汽轮机通流部分汽封改造
张孝东, 朱志坚 ( 江苏利港电力有限公司, 江阴 214444)
摘 要: 针对国产引进型 300 M W 汽轮机经济性能未达设计 要求、高压缸 效率低 的问题, 提出 了对通 流
部分汽封进行改进和更换新型调节级喷嘴的建议。经改造后测定, 调节级效率大幅提 高, 高中 压缸效率 明显
1 040. 80 9 237. 82 294. 07 1 021. 59
1 022. 26 9 231. 45 294. 53 1 024. 75
1 021. 42 9 210. 79 294. 07 1 022. 89
3. 35 8 644. 78
3. 47 8 776. 7
3. 48 8 789. 66
最终给水温度/ # 计算主汽流量/ ( t∀h- 1 ) 试验热耗率/ ( kJ∀kW - 1∀h- 1 )
修正后功率/ MW 修正后主蒸汽流量/ ( t∀h- 1 ) 修正后汽耗率/ ( kg∀k W- 1∀h- 1 ) 修正后热耗率/ ( kJ∀kW - 1∀h- 1)
300. 029 5. 000 4. 900 16. 670 538. 0 3. 570 317. 6 3. 210 538. 0 86. 32 71. 64 92. 24 10. 08 273. 8 907. 03
1 问题的提出
机组投产后, 主要存在的问题是各项经济指 标未能达到预期的设计要求, 汽轮机出力存在不 足[ 1] 。引进型 300 MW 汽轮机采用现代化的设计 和加工技术, 高压缸效率却常常达不到 80% 。近 年来, 制造厂对这种类型汽轮机进行了通流部分叶 栅的改型设计, 设法提高汽缸效率, 如 F156、H 156
2 汽封改造
2. 1 布莱登汽封、蜂窝汽封及侧齿汽封的特点 ( 1) 布莱登汽封的技术特点是改进了传统汽
封块背部采用板弹簧的结构, 由安装在两相邻汽
封块垂直断面上的 螺旋弹簧代替。在自由和空 负荷工况下, 汽封 块在螺旋弹簧的弹 力作用下, 汽封块张开, 可退让径向间隙 1. 5 mm 左右。随 负荷增加, 汽封块在 背弧蒸汽压力的作 用下, 克 服弹簧弹力, 各级逐渐关闭。一般设计在 20% 负 荷前, 各级汽封完全闭合。设计闭合后的径向间 隙为 0. 25~ 0. 50 m m, 达到最小径向间隙。若各 级汽封都能按设计正常闭合, 其间隙值将小于现 在传统结构通流汽封 0. 75 mm 的间隙值, 从而减 少了汽封漏汽量; 若 不能正常闭合, 其间隙值为 退让间隙 1. 5 m m 加闭合间隙 0. 25~ 0. 50 mm, 径向间隙总量为 1. 75~ 2. 00 m m, 将大于传统汽 封 0. 75 mm 的间隙值。布莱登汽封齿的结构, 仍 采用传统汽封的直 齿结构。密封效 果主要是由 径向间隙缩小体现。