第２５卷第２期發電沒備
２０１１年３月
ｍａｒ．２０１１
國產３００ ｍｗ汽輪機改造效果分析
王威威，陳鴻偉
（華北電力大學能源與動力工程學院，保定０７１００３）
摘要：介紹了某電廠國產３００ ｍｗ機組的改造措施，對機組效率、供電煤耗、機組熱耗、迴圈效率及廠
用電率等效能試驗資料進行了分析比較。結果表明，該機組高、中、低壓缸通流部分改造後，機組效率及經濟
性顯著提高。
關鍵詞：汽輪機；通流部分；熱耗率；機組效率
中圖分類號：ｔｋ２６３
文獻標識碼：ａ
文章編號
１ 機組概況
表ｉ汽輪機原設計引數和經濟指標
某電廠汽輪機為型中間再熱凝汽式汽輪機，係某汽輪機廠製造的引進
優化型汽輪機，額定輸出功率為３００ ｍｗ。汽輪機為單軸、高中壓合缸、兩排汽結構，回熱抽汽共設８段，依次供給３臺高壓加熱器、１臺除氧器、２臺給水幫浦汽輪機和４臺低壓加熱器用汽。由於設計、製造以及機組老化等方面原因，機組各項經濟指標未能達到預期的設計要求，汽輪機功率
明顯不足，因而進行了一系列的改造。
汽輪機原設計引數和經濟指標見表１。
２ 存在問題
注：１）ｔｈａ指機組額定輸出功率。
機組由於通流部分老化及受粗糙度影響，偏離
狀態下汽輪機熱耗率為比
設計型線較大，且由於原設計動、靜葉片與實際
設計值高１１．７７，即１４４１．４９
製造出廠的有偏差，使機組功率出廠後就達不到
ｋｊ／（ｋｗｈ）；供電煤耗率為比設設計值，對汽輪機的效率也有較大的影響。根據
計值高在
改造前效能試驗資料並經修正，在迴圈系統隔離
ｔｈａ工況時，實測得到高壓缸效率為８０．２６３ ，
收稿日期
作者簡介：王威威（１９８６一），女，碩士研究生，主要從事電站熱力過程及執行優化方面的研究。
重心旋參第２５卷
比設計值８７．４１８低７．１５５９／６；中壓缸效率為板上，汽封的徑向間隙為零；高壓１～１２級動葉片、
９０．６８９％，比設計值９２．０６９ 低１．３７％；低壓缸效靜葉片由７３型汽輪機葉型改為７３ｂ型汽輪機葉
率為７８．０７５ ，比設計值８９．５３５％低ｌ１．４６ｌ。
型；高壓隔板套由７３型改為７３ｂ型，中分面緊固螺３ 改造方法
栓的規格為ｍ７２；高壓隔板汽封由三齒改為四齒；
高、中壓（高壓１２級）葉頂汽封由７３型平齒彈性汽為了提高機組效率，降低煤耗，電廠利用大封改為７３ｂ型迷宮彈性汽封；高壓進汽平衡環五圈修機會，對高、中壓缸和低壓缸通流部分進行現
汽封中有兩圈採用錯位汽封，高壓排汽平衡環三圈代化改造。改造維持現有鍋爐、發電機不變，維
汽封中有一圈採用錯位汽封；高壓進汽平衡環五圈持現有汽輪機軸承支撐系統、滑銷系統不變，在汽封以及低壓缸端部汽封採用蜂窩汽封。
保留汽輪機基礎、汽輪機外缸的前提下進行改
（４）中壓１～９級動葉片、靜葉片葉型由７３型
造，主要有：
改為７３ｂ型；７３ｂ中採用了先進的「後部載入」葉（１）採用最新的設計理念——全三維熱力設
型，並精心選擇了前後緣直徑及合理匹配了出口逆計技術，新設計葉型比老葉型有較高的氣動效率，壓段長度與逆壓梯度值，７３ｂ與７３比較，流動性能新葉型表面氣動特性更優良，其氣動布局後載入有明顯提高，流動總損失降低了２１．８ 。中壓（中
特性對控制通道渦的早期發展和減少二次渦損失
壓９級）葉頂汽封也由７３型平齒彈性汽封改為有益引。
７３ｂ型迷宮彈性汽封。
（２）調節級採用新設計噴嘴，噴嘴組由７３型
（５）低壓缸一號內缸５、６段抽汽口螺栓適當
的４８個通道結構改造為７３ｂ型的１２６通道結構。縮短，並採用熱緊形式，消除中分面的變形，工藝孔
葉頂汽封改為７３ｂ型汽封（硬齒汽封），更換後噴嘴由現在的兩孔形式改為單孔形式，將低壓進汽法蘭
組動葉頂部為２道徑向汽封，增加１道軸向汽封，
改為階梯法蘭。在內缸水平中分面增加密封鍵；在
徑向汽封間隙為１ｒａｍ；兩側噴嘴室（上半、下半）與低壓１、２號隔板套螺栓適當縮短，增大螺栓直徑，內缸之間增加撓性補償板。
並採用熱緊螺栓。
（３）在高壓外缸下半與高壓隔板套間安裝擋汽板；在高壓隔板套和汽缸下半增加一道彈性徑向４改造效果
汽封，其汽封體採用焊接方式固定在高壓外缸擋汽
機組改造前後的資料對比見表２ｅ。
表２汽輪機改造前後不同工況下試驗資料對比表
注：１）管道效率在迴圈系統隔離狀態下取９８％，在實際狀態下（迴圈系統不隔離）取９９ 。
第２期王威威，等：國產３００ｍｗ汽輪機改造效果分析
從表２可以看出，經通流部分改造後的汽輪機在ｔｈａ工況（熱耗保證工況）、迴圈系統隔離狀態下的熱耗率＿４］經修正後為
ｈ）；比改造前下降８．１６，即高、中、低壓缸效率比改造前分別提高４．０４７ 、
０．９１７和ｌ１．８１２ ；機組帶負荷能力由改造前增加到改造後機組
功率得到大幅度提公升。汽輪機改造後設計額定
功率３１５ ｍｗ，改造後該機ｖｗｏ工況（三閥全
開）輸出功率為經引數修正後功率
可達３５６．７５ｍｗ。經試驗得到的通流部分改造後最大連續輸出功率（ｔｍｃｒ工況）經修正後為３５５ ｍｗ，達到廠家提供的熱力特性計算書給定值（３３０ ｍｗ）。經通流部分改造後夏季工況試驗
得到，經二類修正後機組連續輸出功率為３１８．３６ｍｗ，達到廠家設計值３１５ ｍｗ。
５ 改造後汽輪機變工況特性的確定
５．１汽輪機組熱耗率變化特性
根據表２實際執行狀態（熱力迴圈系統不隔
離）下得到的經引數修正後的熱耗率和功率，擬合得到熱耗率與功率關係曲線，見圖１。－二＼
褂］＼大修後、
最－．－－
大修前＼
］一議丌但ｉ
功率／ｍｗ
圖１汽輪機組熱耗率與功率關係曲線
迴圈系統不隔離工況，經引數修正，大修後負荷為時的熱耗率為
（ｋｗｈ），比大修前熱耗率降
低額定負荷３１５ ｍｗ時機組熱耗率為比設計值高６．６７８ ，即
５．２機組廠用電率變化特性
由表２中廠用電率和發電機端功率，分別擬
合得到大修後迴圈系統不隔離工況，試驗及修正後廠用電率與發電機端功率關係曲線，見圖２。
大修後在時的廠用電率為
３．７６５ ，比大修前４．４５ 低０．６８５ ；還計算得
到額定負荷３１５ｍｗ時機組廠用電率為３．５４６ ，比設計值５．３６ 低１．８１４ 。
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ｉ功率／ｍｗ
圖２汽輪機廠用電率與功率關係曲線
５．３機組供電煤耗變化特性
根據表２大修後實際執行工況（迴圈系統不隔離）計算結果分別擬合得到，試驗和經二類（參
數）修正後供電煤耗與發電機端功率關係曲線，
見圖３。
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一一功率／ｍｗ
圖３供電煤耗與功率關係曲線
計算得到大修後時經引數修正後供電煤耗為比大修前修正後供電煤耗下降了３３．１６ ｇ／
（ｋｗｈ）；還可以計算出在大修後
負荷時供電煤耗為比大修前
在同一負荷得到的修正後供電煤耗３６０．３８ ｇ／
（ｋｗｈ）下降了扣除改造後鍋
爐效率提高和廠用電率降低因素影響，實際得到３號汽輪機組經改造和大修後供電煤耗下降了
在機組改造後、額定負荷３１５
ｍｗ時供電煤耗為比設計值
仍高機組迴圈熱效率變化特性
根據表２正常執行工況（迴圈系統不隔離）
計算結果分別擬合得到，大修後迴圈系統不隔離工況，試驗和經二類（引數）修正後迴圈熱效率與
發電機端功率關係曲線，見圖４。
３９．５
３９．ｏ３８．５
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１７０１９０
２１０２３０
２５０２７０
２９０３１０３３０
功率／ｍｗ
圖４機組迴圈熱效率與功率關係曲線
（下轉第１２４頁）
發也沒備
第２５卷
定的作用。
表１ 執行方式優化和系統改造前後
４．２爐底加熱系統的改造
機組主要指標對比
由於聯合迴圈機組的調峰特性，非兩班制停
指標２００６年２００９年
機（即非晚上停機，第二天早上啟機的方式）情況發電量／（ｋｗｈ）
非常多。為減少非兩班制停機後熱爐放水造成上網電量
綜合廠用電量
工質損失、再次啟動前上水過程中的耗水、消耗綜合廠用電率／
２．５１７
２．３４４
除氧蒸汽和化學藥劑、輔機耗電和執行操作量，
發電氣耗率
在餘熱鍋爐的高、中、低壓蒸發器底部分別加裝
發電標煤耗／
３０１ｆｇｋｗ一１ｈ、
一一。．
一５２２ ５４７
一一…一一一
了爐底加熱系統，利用輔汽管道疏水作為加熱蒸
汽**。非兩班制停機後，維持餘熱鍋爐高、中、（
供電氣耗率／
ｏ．１９８ ５９９
ｍ３ｋｗ １ｈ一
，』…『。。
低壓系統不放水，待餘熱鍋爐自然洩壓至
供電標準煤耗／
３ｏ６０．１ｍｐａ時，分別投入高、中、低壓爐底加熱系統
ｈ ｉｌｌ．
／＿『６ｏ７ ７１１
２２９．８８３＿－
＿…。一
６７９以維持汽包壓力。這樣，可以有效地減少非兩班
除鹽７ｋ耗量
制停機後需要對餘熱鍋爐進行放水等問題。另
外，投入爐底加熱後，也可避免啟動過程中鍋爐５ 結語
爐水加熱起壓的過程，並提早將輔助蒸汽切換至由本爐中壓系統供給，從而進一步減少啟動成
從上述分析可以知道，１０９ｆａ燃氣一蒸汽聯
本。這種方式還可較好地解決餘熱鍋爐低壓省合迴圈機組經過多次優化改造，在節能降耗、提
煤器鰭片管在停機後不進行熱爐放水時的鏽蝕
高機組執行水平方面取得了成功，可供同類機組問題。
借鑑。４．３改造效果
參考文獻：
執行方式優化和系統改造前後機組主要指［１］馬方磊燃氣蒸汽聯合迴圈啟動方式優化的經
標對比見表１。
濟分析ｒ＿ｉ１．發電裝置
（上接第１１７貞）
計算得到，大修後時，經引數ｈ計算，每千瓦小時可節約標準煤２２．９ ｇ，每年可
修正後機組迴圈熱效率為３８．９２４ ，比大修前節約標準煤按２ｏｏ８年１２月標煤單價３５．７１６提高了３．２０８％。同時計算還得到，在６５１元／ｔ計算，一年可節省燃料費２２０２．２萬元。
額定負荷３ｌ５ｍｗ時機組迴圈熱效率為同時每年可減少向大氣中排放煙塵量５８．６９ｔ、
３９．１１，比設計值４１．１４ 低２．ｏ３ 。
ｓｏ２量量３２５．６１ｔ；由此可節省煙
通過計算得到，不同負荷時汽輪機組熱耗塵排放費１．６１５萬元、ｓｏ。排放費３５．６９萬元、ｎｏ率、廠用電率、供電煤耗和機組迴圈熱效率，由這排放費２０．５６５萬元，這樣投資僅需一年零三個月些曲線得到的供電煤耗率，不包括啟停機和輔助就可以**，如在以後執行中年平均發電負荷得蒸汽投入所引起煤耗增加值。
到提高，執行小時增加，**年限還會減少。
６ 結語
參考文獻：
以上試驗資料表明，機組在執行負荷為
［１］李維特，黃保海．汽輪機變工況熱力計算［ｍ］．北京：中國電
３００．１７ ｍｗ時，改造後比改造前供電煤耗下降了力出版社，２００１．
扣除改造後鍋爐效率提高和廠［２］沈士一．汽輪機原理［ｍ］．北京：中國電力出版社，１９９２．
［３］裘烈鈞．大型汽輪機執行［ｍ］．北京：中國電力出版
用電率降低因素影響，實際得到３號汽輪機組經社，ｉ９９４．
改造後供電煤耗下降了按３號
［４］曹祖慶．汽輪機變工況特性［ｍ］．北京：水利電力出版
機組２００８年平均負荷２２２ ｍｗ、年執行小時６６５４
社，１９９１．
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