研究论文-汽轮发电机组调节级喷嘴改造探讨.pdf

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调节级效率对高压缸效率有着重要的影响,国产引进型300 MW汽轮机普遍存在调节级效率偏低的问题。文章分析了调节级效率偏低的原因,并提出了改造的方法,通过喷嘴的优化改造,提高了调节级效率,达到提高机组运行经济性的效果。
第4期 崔传涛,等:汽轮发电机组调节级喷嘴改造探讨 49 22先进的蒸汽泄漏控制技术 机组出力,又可以提高机组的整体经济性。 300MW亚临界机组调节级叶顶汽封道数比较2.4采用高性能等级材质改进喷嘴组汽道加工工艺 少,汽封间隙偏大,造成高品质的蒸汽泄漏量增大, 喷嘴组出汽边存在损坏现象,其主要原囚在于 机组效率降低。优化改造后,调节级叶顶汽封数量喷嘴岀汽边较薄、材质性能低、岡体粒子腐蚀、受汽 相应增加;重新镶嵌调节级喷嘴组叶顶汽封片,冋时流溦振等因素的影响,喷嘴组岀汽边普遍已被吹损。 减小调节级叶顶及叶根汽封的径向间隙,比如将汽随着汽轮杋运行时间的增加,蒸汽中夹带的固体颗 封间隙由原来的1~1.4m减小到1.0±0.05mm,从粒对通流部分不断撞击,从而引起部件的损坏,是调 而减少调节级叶顶汽封的漏汽量。 节级喷嘴缃岀汽边饜损的主要原因,主要表现在高 冂型密封键技术是蒸汽密封技术的新形式,应压缸调节级喷嘴出汽边出现损坏 用在调节级喷嘴组水平中分面上,可以有效减少喷 采用综合性能好的材质进行喷嘴组改造,并优 嘴组中分面处的漏汽损失。上述先进技术的使用可化喷嘴组汽道加工工艺,应用新型电极电溶解技术 以有效提高蒸汽在通流部分的做功能力。 对喷嘴汽道进行加工,从而提高抗固体颗粒冲蚀的 能力9 调节级喷嘴叶片受冲蚀后,动叶和喷嘴型线偏 离设计值,叶片表面粗糙度会相应增加,汽封间隙变 大,从而降低了调节级效率。对调节级喷嘴叶片型 线进行优化设计,减小粒子的运动速度及其撞击的 角度,减少固体颗粒对喷嘴组出汽边的冲蚀。 为减少固体颗粒对调节级喷嘴组的冲蚀,可通 过以下几种途径解决:1)通过改进喷嘴背弧的型线 图4改进前的调节级喷嘴组 设计,减小粒子冲撞出汽边内弧的角度和速度;2) 对喷嘴出汽边做硼化物扩散涂层处理;3)电厂可采 用定期化学清洗清除锅炉管道的结垢。 调节级喷嘴叶片的损坏,除了上述原因外,还与 高频激振有关。高静应力和高动应力共同作用可使 喷嘴岀现断裂现象,增加叶片出汽边厚度可以降低 高静应力,澄清激振源和振动的机制可以降低高动 应力。喷嘴组改进设计时要综合考虑高静应力 及高动应力的影响,优化设计喷嘴型线,对叶片的振 图5改进后的调节级喷嘴组 动做详细的计算和试验研究,提高喷嘴叶片的运行 2.3适当缩小喷嘴组出口面积,提高机组经济性 安全性。 新唢嘴组岀口面积的设计应在充分调研并掌握 拟改造汽轮机及其冷端系统等设备及系统的实际性3调节级喷嘴组改造对机组出力影响 能的基础上,根据机组的负荷率情况及夏季工况的 喷嘴组改造后,调节级的效率将得到大幅度提 背压情况,适当缩小喷嘴组岀口而积,达到减少阀门升,在5阀(或3阀)工况下调节级效率可以达到 节流损失、提高调节级效率,提髙机组循环热效寳,65%以上。在相同的主进汽流量、主蒸汽和再热蒸 改善机组低负荷运行工况的经济性的目的。 汽参数下,改造后由于效卒的提高,调节之后温度及 300MW亚临界机组锅炉设计最大连续蒸发量髙压缸排汽温度将比改造前有所下降。锅炉再热器 为1025t/h,喷嘴组岀口面积应满足杋组夏季工况的热容量是按设计高排温度设计的,因此其热容量 下额定出力要求。喷嘴组改造后,喷嘴组出口面完全能够满足调节级改造后冷再热蒸汽吸热量的需 积会适当缩小,通流能力能够满足汽轮机最大可能求,即喷嘴组改造对汽轮机中压缸进、排汽参数没有 的进汽流量对喷嘴组通流能力的要求,既可以保证影响。 50 用 技 第41卷 喷嘴组面积适当缩小后,其通流能力能够满足率,高于55%的不宜进行改造;改造应结合当地标 汽轮杋最大可能进汽流量对喷嘴组通流能力的要煤价格,使投资回收期控制在3年以内为宜。 求。喷嘴组改造对汽轮机最大供热抽汽量没有影 响,当抽相同流量的蒸汽对外供热时,改造后由于经 参考文献 济性能的提高,机组的电负荷将比改造前有所增大。[1]施维新汽轮发电机组振动及事故[M]·北京:中国电力 出版社,2003:62-64. 4改造目标 [2]周凡贞.某300MW亚临界汽轮机调节级喷嘴出汽边断 调节级喷嘴组改造后,调节级效率将显著提高 裂分析与对策J]汽轮机技术,2002,44(3):162-164. 机组性能,特别是部分负荷工况下运行经济性得到 3]魏继龙哈汽300MW汽轮机调节级磨损故障分析及处 理[J].湖南电力,2009(5):20-22 改善,实现机组降耗、增容的目的。 4]屈焕成汽轮机调节级多工况下三维流场数值研究[J] 1)改造后5VWO(或3VWO)工况下,调节级效 汽轮机技术.2010(5):35-38 率不低于65%。 [5]江宁.调节纵通用曲线的计算与应用[J].汽轮机技术, 2)喷嘴组改造后,在相同的主、再热蒸汽参数 2011(1):40-43. 和背压下,主蒸汽流量相等时,机组功率比改造前增[6]任国兰浅谈大型汽轮机通流部分施工技术[J]东北电 加3~4MW 力技术,2009(9):14-17 5结论 [刁]张超杰提高汽轮机调节级的运行效率[J].中国电力 1)针对国产引进型300MW汽轮发电机组调节8]郭红波某电厂汽轮机调节级喷嘴组周向间隙改造工艺 级效率偏低的问题,提出了改造相应改造方法。 [J].制冷空调与电力机械,2011(3):31-34. 2)对多台机组的喷嘴组进行改造,修后调节级 「9]王顺森.高参数汽轮杋喷嘴防治颗粒冲刷技术研究[J]. 热力透平,2011(1):42-45 效率在65%以上,甚至超过70%,改造效果明显 3)提出先进的蒸汽防泄漏措施是本文创新之[10]张莉汽轮机调节级固体颗粒冲蚀的数值模拟[J.汽轮 机技术,2013(1):10-13 处 责任编辑:王家暖 4)喷嘴组改造应充分考虑改造前的调节级效

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