摘  要：某電廠#3、#4汽輪機是東方汽輪機廠生產的N-200/130/535/535型超高壓、中間再熱、三缸三排汽冷凝式汽輪機，該汽輪機進行三缸全優化增容改造，對節約能源和保護環境都有重大意義。通過對#3、#4汽輪機改造后，熱力試驗表明：機組效率得到提高，降低了熱耗，增加機組出力，提高機組運行可靠性。

　　關鍵詞：汽輪機；通流;改造

　　A Power Plant 200MW Steam Turbine Flow Path Retrofit

　　ZHANG Wei

　　(East Electric Power Administration Bureau of the Fourth Engineering Company, Shenyang 111000, Liaoning, China)

　　Abstract: In a power plant, # #34 turbine is Oriental turbine factory production N-200/ 130/ 535/ 535 type high pressure reheat, three cylinder, three rows of condensing steam turbine, the steam turbine of three cylinder full optimization upgrading, to save energy and protect environment are of great significance. By3, 4# # retrofitted steam turbine, thermal test showed: unit efficiency, reduces the heat consumption, increase efficiency, improve the operating reliability of power unit.

　　Key words: steam turbine flow path; transformation;

　　中圖分類號： TK269  文獻標識碼： A   文章編號： 2095-0802-(2011)11-0095-02

　　0 引言

　　隨著對汽輪機組通流部分改造技術的日趨成熟，汽輪機制造廠對部分早期國產200 MW機組進行了增容改造，成功地提高了機組出力、降低發電煤耗。山東省淄博市某電廠#3、#4汽輪機組進行了通流部分節能增容改造，改造后的熱力試驗表明，缸效及熱耗值均達到改造設計值，大修工程實現全優，達到了改造的預期目標，被華能國際電力股份有限公司命名為“技改項目達標投產機組”。

　　1 通流部分改造目的

　　山東省淄博市某電廠#3、#4汽輪機，由于該類型機組采用的是四十年代設計技術，整機設計完成于六十年代初期，所以經濟性大大落后于同類型機組的先進水平。因此，采用目前先進的汽輪機技術對200 MW汽輪機進行三缸全優化增容改造是十分必要的，對節約能源和保護環境都有重大意義。通過改造不僅可以提高機組效率，降低熱耗，增加機組出力；降低機組檢修和運行費用，提高機組運行可靠性；還能適當延長機組總的服役期。

　　2 改造后主要技術規范

　　型號：N220-12.7/535/535

　　型式：超高壓中間再熱三缸三排汽凝汽式汽輪機

　　功率：額定功率：220 MW；

　　最大功率：229 MW

　　額定工況蒸汽參數：新蒸汽壓力：  12.7 MPa(130 ata)；

　　新蒸汽溫度：  535 ℃；

　　再熱蒸汽壓力：2.219 MPa；

　　再熱蒸汽溫度：535 ℃；

　　3 改造范圍

　　#3、#4汽輪機高、中、低壓汽缸，汽封及軸瓦采用全改方案。

　　a) 低壓缸（3×5壓力級，其中5級在中壓缸內）：第3×5級動葉片、隔板、隔板套更換；第3×5級葉輪更換；進汽導流環更換；低壓接合面間隙檢查處理及裂紋檢查處理。

　　b)汽封更換：高壓缸前后汽封及中壓缸前汽封、高壓缸第2~12級、中壓缸第13~22級隔板汽封更換為鐵素體汽封；低壓缸前后汽封、低壓缸23~37級隔板汽封更換為銅汽封。

　　c)軸瓦更換：#1、#3、#4、#5軸瓦更換為橢圓瓦

　　d) 高壓缸（1調節級+11壓力級）：調節級噴嘴組、動葉片更換；第2~12級動葉片、隔板、隔板套更換；#4號機高壓轉子更換；高壓前后汽封套更換；調節級葉頂汽封環更換；高壓內外缸接合面間隙檢查處理及裂紋檢查處理。

　　e) 中壓缸（10壓力級）：第13~22級動葉片、隔板、隔板套更換；第20~22級葉輪更換；中壓前汽封套更換；中壓接合面間隙檢查處理及裂紋檢查處理。

　　4 改造技術內容

　　4.1 汽缸中心改造技術。

　　經過對原汽缸中心的測量發現高、中、低壓三缸中心都有偏差，影響汽缸通流。高壓汽缸采用調整內缸及偏裝隔板的方法；中、低壓汽缸采用偏裝隔板套及隔板的方法；

　　4.2 汽輪機滑銷系統改造技術。

　　汽輪機高壓靜轉子所有負荷、中壓靜轉子部分負荷均由前、中軸承箱負擔。由于前、中軸承箱負荷重、軸向位移大，經過長期運行，現在已經不利于汽缸膨脹。所以在前、中軸承箱原基架上安裝鑲嵌膨脹石墨的自潤滑滑塊。

　　4.3 高壓通流部分改進技術

　　為減小二次流損失和動葉攻角損失，新設計的高效調節級首先是用3D-NS程序進行方案設計，最終經過試驗研究，選取合適的子午端壁流道線，并經改型設計減小動葉進口攻角，改進后級效率提高約10%。

　　高壓前幾級，壓差大，為保主隔板必要的剛度，將第2~5級靜葉采用分流葉柵，使級效率提高約2~3%；第2~9級動葉改用先進的低型損層流扭曲動葉，與沖動式直葉片相比，不但型線損失減小，而且優化了徑向氣流流型，減小了動葉攻角；第2~12級動葉改為自帶冠、多齒汽封，齒數增加一倍，漏汽量大大減小。

　　4.4 中壓通流部分改進技術

　　為加強隔板的剛度及強度，減小損失，第13級采用大剛度高效靜葉隔板，第14~19級采用分流彎曲靜葉；為減小拉筋擾動主流引起的附加損失，取消第17、18和22級動葉中拉筋；第13~16級動葉改為自帶冠、多齒汽封，使汽封片數增加一倍，漏汽量大大減小；第17~22級動葉采用自帶冠內斜外平葉頂，形成光滑子午流道和便于多齒汽封結構的布置；第20~22級隔板外環子午端壁采用斜通道，使流道更光滑；第13~22級隔板靜葉采用薄出汽邊技術。

　　4.5 低壓通流部分改進技術

　　提高根徑，第1~5級采用等根徑，使U/Co更接近最佳值。

　　第1~2級靜葉采用可控渦設計的新葉型，第3~4級采用型損較低的層流葉型；第1~4級動葉采用性能優良，型損較低且寬度加大的新葉型，從而提高級效率且降低蒸汽彎應力，提高了效率；改進第一級葉輪結構，取消其內孔軸向鍵，加徑向鍵傳遞扭矩到主軸；加大葉輪圓角尺寸，減小應力集中系數；末級以高效851葉片型線作為母型進行設計，靜葉采用層流葉型和斜置技術；末級葉輪增加了不開缸做軸系平衡的螺孔，使用專用工具可以不開缸進行機組軸系動平衡。

　　5 改造總體簡介

　　5.1 根據東方汽輪機廠《N200-12.7/535/535型凝汽式汽輪機通流部分改造主機證明書》提供的標準，在安裝中各部套間隙值經調整后，由甲方、制造廠共同進行驗收。

　　5.2 在檢修、裝配過程中出現的問題及處理措施：

　　5.2.1 高壓部分

　　a)高壓缸水平結合面有兩個螺栓（M76）不能拆卸，進汽接管也有部分螺栓無法拆除。通過檢修將不能拆卸的螺栓鉆除，并將絲扣重新復扣，更換新螺栓；

　　b)高壓缸貓爪橫向間隙小，貓爪下墊塊拆卸困難，經拆除后檢查發現貓爪橫銷配合處銹蝕嚴重，將銹皮清除后貓爪下墊塊可靈活拆卸，根據制造廠意見將配合間隙擴至0.1 mm~0.12 mm，并取消貓爪冷卻水；

　　c)高壓缸前貓爪內弧處漏汽問題處理。拆除階段發現高壓缸前貓爪內弧處因漏汽已焊死，根據電廠要求對該處進行改造，將螺栓加熱進汽口改道，頂部加不銹鋼板后補焊，加寬密封面然后用平板研平，增大了該處水平結合面接觸面積；

　　d)高壓缸結合面間隙處理。高壓缸經合缸檢查發現兩側間隙較大，不把螺栓情況下約0.45 mm間隙，把螺栓后局部有0.09 mm間隙，揭缸后采用平板修磨高點的方法進行了處理，再次合缸后把緊螺栓檢查，0.03 mm塞尺不入；

　　e)高壓缸法蘭螺栓加熱聯箱水壓試驗。對法蘭螺栓加熱聯箱進行0.1 Mpa水壓試驗，發現多處漏水，進補焊合格后消除漏點；

　　f)高壓缸內部管道改造。根據制造廠要求對高壓缸內部管道進行如下改造：(a) 取消內缸法蘭加熱管道，將內外缸上管道接頭堵死；(b) 拆除原內短節漏汽管道、內汽封漏汽管道，重新安裝內短節漏汽管道，使之排到擋熱板后，新造內汽封沒有漏汽接口，不需要安裝管道；

　　g)根據廠家出廠證明書要求的定位尺寸，將各轉子軸向定位后，測量各部軸向間隙。由于制造廠部套加工不準確，偏差較多。為保證多數隔板軸向間隙合格，經制造廠同意，高壓轉子軸向定位尺寸由5 mm改為5.5 mm，其它定位尺寸未變。轉子軸向定位后，根據測量結果對不合格的隔板、汽封進行立車加工，其中軸向位移最大的為第五級隔板套：將隔板套一側補焊，另一側車削向調端移動6.5 mm，復裝后再次測量各部軸向位移間隙均符合要求；

　　h)高壓#2后軸封套軸向位置相差約1.5 mm，將該軸封套法蘭結合面軸向車削1.5 mm；

　　i)第10～12級隔板通流間隙偏小，將進汽側車削0.8 mm。

　　5.2.2 中壓部分

　　a) 中壓缸結合面間隙處理。中壓缸經合缸檢查發現中壓缸前部中調門處，水平接合面間隙較大，不把螺栓情況下約1 mm左右間隙，把緊1/3螺栓后最大間隙為0.65 mm，經檢查發現中缸前汽封處沒有間隙，用塞尺仔細測量后揭缸，并將上半翻轉，用大平尺及平板檢查也發現前部為高點，為此采用平板研磨的方法修低中缸前部，然后再次合缸檢查間隙情況，重復上述工作，經多次修研檢查，把緊螺栓情況下，中缸前部內側達到0.05 mm塞尺不入，外側局部仍存在0.2 mm間隙，為此采用電火花補焊方法處理，但由于補焊處過渡不好，局部仍存在間隙，右側兩處間隙0.12 mm約40 mm寬。現場又進行局部補焊，然后用平板修磨補焊處，最終消除間隙；

　　b) #5隔板套內兩級隔板通流間隙偏大，將隔板套凸緣進汽側車削3 mm、出汽側補焊。為調整中壓缸通流間隙，將推力軸承后調整環減薄，前調整環加厚，中壓轉子向調端移0.80 mm；

　　c) 中壓轉子軸向定位尺寸由16 mm改為6 mm。

　　5.2.3低壓部分

　　a) 低壓缸結合面間隙處理。低壓缸經合缸，在不把螺栓情況下水平接合面間隙較大，把緊1/3螺栓后只有各段交界處存在間隙，最大處約0.2 mm，寬20 mm。低壓缸前中、中后端交界處水平結合面有漏汽痕跡，各段交界處存在錯口現象。經調查其它電廠同類型機組也存在此現象，分析原因主要是由于低壓缸中段為鑄鐵，前后段為鋼板焊接結構，各段膨脹系數不一致所至，經研究采用在漏汽處加裝石墨墊片（0.5 mm）消除間隙。前后汽封水平結合面間隙較大，約0.2 mm，將上半拆除后重新安裝，消除間隙；

　　b) 第27級（中壓轉子低壓末級）、第32級（低壓轉子正向末級）、第37級（低壓轉子反向末級）隔板徑向汽封體端面影響蓋缸（缸體變形），軸向車削8 mm。

　　5.2.4 汽缸裂紋檢查及螺栓檢查

　　汽缸裂紋檢查采用磁粉檢查，在中壓缸左側發現一處新裂紋，根據裂紋情況進行鉆止裂孔方法處理。對汽缸螺栓打磨檢修處理，然后進行光譜分析、硬度檢驗等常規金屬檢查，不合格螺栓進行更換。

　　5.2.5 滑銷系統檢修改造

　　a) 前箱加裝自潤滑石墨柱。首先對前中箱臺板進行研磨，接觸面積達75%且均勻分布，各處檢查無間隙，驗收合格后交制造廠鉆孔，安裝石墨柱后，重新進行研磨，合格后涂好潤滑脂將前箱就位。

　　b) 滑銷系統檢修。前中箱下縱銷間隙符合標準，前中箱就位后左右橫推，前箱移動0.02 mm  中箱移動0.03 mm；高壓內缸前立銷間隙過大0.40 mm，采取了補焊加工處理，間隙符合標準。

　　5.2.6 #3~#5瓦軸承室漏油問題處理

　　經檢查#3~#5瓦軸承室沒有裂紋，但軸承室下部排污管全部堵塞，采用壓縮空氣反吹、水沖洗的方法處理，軸承室下排污管全部疏通。

　　5.2.7轉子軸系找中及隔板找中

　　a) 檢查轉子，測量其軸徑橢圓度、錐度、進行晃度瓢偏檢查，均符合標準；

　　b) 軸系找中工作。軸系找中工作主要根據拆前記錄，各轉子就位后測量油檔汽封瓦窩，根據拆前記錄粗研瓦塊，分別測量低-發、中-低、高-中對輪的軸系中心，然后采用瓦塊加減的方法對軸系進行調整，調整后對輪中心及張口均符合要求。調整過程中#2瓦左右基本保持不變，為了消除上張口，向上抬起0.75 mm，調整后低壓轉子揚度與拆前記錄基本相符，#4瓦前揚0.06 mm/m，#5瓦后揚0.25 mm/m，軸系找中合格后對各油擋洼窩中心進行復查，其中#4瓦處油擋洼窩中心偏差最大，右側比左側大1.88 mm；

　　c) 隔板找中心工作按安裝技術措施正常進行。上下不合格，調整掛耳下墊片，左右不合格調整底鍵。由于隔板找中心需要，對高壓內缸進行整體移動，進汽端不動，調端向右側平移1 mm。經過調整隔板找中心合格后，采用壓鉛絲法測量各部套膨脹間隙、掛耳間隙，對不合格采取車床加工處理。

　　5.2.8 轉子軸向定位

　　推力瓦安裝完，軸向定位尺寸合格，高中對輪之間墊片19.4 mm；中低對輪之間墊片5 mm。

　　6 結語

　　#3、#4汽輪機增容改造后，三缸效率及熱耗率均達到設計指標。改造后經濟性達到了目前國內同類型機組的先進水平。經過改造后，機組額定出力由200 MW增至220 MW，增強了機組的調峰能力，提高了電網的安全性和可靠性。