国产亚临界600MW汽轮机组通流改造技术方案介绍_吴桐

国产亚临界 600MW汽轮机组通流改造技术方案介绍 吴桐 李昕 黄揆 哈电集团 现代制造服务产业有限责任公司 哈尔滨 150046 0引言 某电厂安装有哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界 600MW 汽轮发电机组 型号为 N600 16 7 538 538 机组运行以 来 一直存在机组热耗高于设计值 漏汽较严重等问题 导致 5 8 段抽汽口蒸汽泄漏 抽汽温度超过设计值 严重 制约了机组的安全性和经济性 为此 本文针对该型机组 特点及现象 提出并实施了改造方案 1原因分析 经过分析 机组产生热耗高 抽汽超温的原因有如下 几点 1 原机高 中压进汽短管与内缸的连接原设计采用有 缺口的弹力密封圈保证机组膨胀时严密不漏 但由于弹力 密封圈长期在高温条件下运行后易发生变形 同时由于自 身结构有缺口 再加上安装过程产生裂纹损坏等问题 很 难实现理想的密封效果 从而导致漏汽损失严重 2 由于结构的复杂性 低压缸在运行中 尤其是低压 内缸存在较大的 不均匀 的内部温度场 致使 1 号内缸 中分面变形 低压进汽没有进入通流部分去作功 而是漏 入 5 6 段抽汽夹层 使 5 6 段抽汽温度升高 3 汽封结构不合理 4 低压通流部分的间隙不合理 易使 5 6 段抽汽发 生漏汽 5 低压部分叶片级效率相对较低 2改造方案 针对以上原因 经过优化设计 确定了如下处理方案 2 1对高压 中压进汽插管的密封形式实施改进 将原进汽结构中的进汽插管密封形式由活塞环式结 构改为叠片式结构 内环在自由状态时的装配与进汽插 管相配 外环和内环之间留有径向间隙 工作时依靠内外 压差产生的径向力和轴向力 使外环槽端面和内环与接 管贴紧 可减少原结构的蒸汽泄漏 2 2采用新的低压缸模块 采用哈汽公司 600MW 超临界内缸模块 即把原来 1 2 号内缸合为 1 缸 从而根本上解决了低压进汽未经通 流部分直接漏入 5 6 段抽汽腔室的问题 600MW 超临界 内缸模块有如下特点 1 由整体大面积漏汽到局部小面 积漏汽 2 改进后整体水平中分面的接触面积减少 3 改 进后隔板套水平中分面已经基本不漏汽 4 改进后隔板 套密封键处密封效果提高近 400 此处漏汽量大大减 少 5 改进后漏入 5 6 段抽腔室的汽量极大减少 2 3叶片改进设计 1 新设计变截面扭曲的气动性能好的中压 低压动 叶片 高压各反动级叶片型线 动叶围带内拉筋被取消 中 低压动叶中间体和自带围带由斜改直 2 高中压隔板导叶片改进后为自带菱形叶冠的结 构 导叶片采用先进的数控机床加工 加工后导叶片精度 高 导叶片装焊时 变形量相对较小 且变形量值相对 稳定 因此改进后 的导叶片较易保 证通流的精度及 喉宽 如图 1 所示 3 低压末级隔板导叶片采用弯扭加前掠结构 低压 前五级隔板导叶片改为装配式 4 低压次末级动叶改为自带冠形式 2 4汽封结构改进 1 高中压部分动 叶顶部汽封采用了密 封效果好的迷宫式汽 封 并且在汽封圈上增 加子汽封供汽槽 保证 了弹性汽封的汽密性 提高了机组效率 如图 2 所示 2 低压末级 次末 级动叶顶部改进后加 三道直通式汽封 低压 末级 次末级动叶顶部 间隙由 10 5 mm 改为 7 5 mm 可减少漏汽 量 提高级效率 如图 摘要 针对国产 600MW 亚临界汽轮机组普遍存在的热耗高 低压缸 5 6 段抽汽温度超标等现象 提出了改进进汽 插管密封形式 低压内缸模块改进等通流改造方案 该方案实施后 可有效降低机组整体热耗 减少抽汽超温现象 关键词 汽轮机 通流改造 技术方案 中图分类号 TK 268文献标志码 B文章编号 1002 2333 2014 04 0228 02 改前改后 图 1高中压隔板结构 改前改后 图 2高中压叶顶汽封结构 改前改后 图 3末级次末级叶顶汽封结构 解决方案 SOLUTION工艺 工装 模具 诊断 检测 维修 改造 机械工程师2014 年第 4 期 228 3 所示 3 低压末级隔板汽封采用悬挂式低直径汽封 汽封 直径降低 减小了漏汽面积 提高了末级效率 2 5对低压缸汽封间隙进行调整 按照哈汽厂提供的新的通流间隙对高中低压缸动叶 叶顶 隔板汽封间隙 端部汽封间隙进行调整 3改造后效果分析 根据改造后热力试验报告计算 机组热耗下降约 13 24g kW h 年可节约资金 1600 万元 可见机组改造 后的节能效果和经济效益都较改造前有了明显的改善 4结语 机组通过抽汽插管 低压缸 隔板 叶片改造后 解决 了机组一直存在的热耗高和低压缸 5 6 段抽汽口超温等 问题 消除了设备运行中存在的不安全隐患 使机组的运 行更加安全 可靠 并且大大提高了机组的经济效益 参考文献 1 靳智平 电厂汽轮机原理及系统 M 北京 中国电力出版社 2006 2 李少华 姚亮 宋东辉 等 汽轮机缸效率和热耗值之间关系的 分析研究 J 黑龙江电力 2012 2 89 3 刘海昌 600MW 火电机组低压缸抽汽超温治理 J 黑龙江电 力 2012 12 470 474 编辑 昊天 作者简介 吴桐 1982 女 工程师 收稿日期 20 1 4 0 1 0 5 动车组设备安装用螺栓扭矩计算及强度校核 文强 张博言 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111 0引言 由于高速动车组结构的特殊性 动车组主要的大型电 器设备 如主变压器 牵引变流器 制动控制装置等 均采 用螺栓连接方式吊挂安装在车底 为保证这些大型设备间 安装的可靠性 对其所使用的螺栓均有严格的扭矩要求 螺栓若紧固扭矩不足 会造成设备与安装梁间有相对位 移 造成螺栓受变应力而拉断 若预紧扭矩过大 则螺栓螺 纹会由弹性变形发展成塑性变形 甚至超出螺栓的许用应 力而使螺栓拧断 因此确定合适的螺栓扭矩值 保证螺栓 有足够的连接强度 是动车组设备安装可靠的关键 1螺栓扭矩计算 螺栓联接的扭矩计算 主要是根据联接的类型 联接 的装配情况 是否预紧 和受载状态等条件 确定螺栓的受 力 然后按相应的强度条件计算螺栓可用的紧固扭矩范 围值 动车组车下设备安装方式为螺栓紧固吊挂 排除因 安装不良等原因造成的其他外力因素 实际螺栓受力为 轴向静载荷 即设备的重量 设备安装时 先用液压小车 等起重设备将要安装的设备托起到安装高度 安装螺栓 推开起重设备 再紧固螺栓 对螺栓在此过程中的受力状态进行分析如图 1 图 2 所示 在移开起重设备前 即螺栓还未承受设备重量时 给螺栓施加一定的预紧力 FP 设备与安装梁的接合面受 螺栓施加的压力 FP作用 螺栓只受预紧力作用 移去起 重设备后 在轴向承重载荷 FC的作用下 两接合面有分 离趋势 该处压力由 FP减为 FP 称为残余预紧力 并同时 也作用于螺栓 由分析可知 螺栓所受总拉力 F0应为轴向承重载荷 FC与残余预紧力 FP 之和 即 F0 FC FP 1 螺栓的预紧力计算公式为 FP FP 1 FC 2 螺栓的残余预紧力计算公式为 FP K0 FC 3 因此 由式 1 2 3 联立可推出 FP 1 K0 FC 4 此即为螺栓施加预紧力与所安装设备的重量关系式 而 FC G n 因此式 4 可化为 FP 1 K0 G n 5 其中 F0为螺栓所受轴向总载荷 N FC为螺栓所受轴向 摘要 为了保证设备安装的可靠性 对动车组设备安装用的螺栓预紧有非常严格的扭力要求 较详细地计算和研究了动 车组设备安装中螺栓螺纹联接的预紧方法 螺栓强度的核算 预紧力的控制等 为螺栓连接强度的校核提供了理论依据 关键词 预紧力 扭矩系数 轴向静载荷 中图分类