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摘 要：近些年，我国的科学技术水平不断提高，在传统电站，汽轮机是发电流程的主要组成部分，也是消耗能量的大户之一。文章从汽轮机内部结构入手，分析了汽轮机在喷嘴和汽封2方面的降耗空间。
关键词：汽轮机;喷嘴;汽封;升级
引言
在对汽轮机运行进行分析的基础上，从汽轮机的安全性能、运行能耗、流量效率三个方面进行了分析，提出了设备、真空系统和汽轮机结构的节能改造方法。
1概述
通过对山东省内大型机组的煤耗分析，认为早期投产的汽轮机运行效率与现代汽轮机本体运行效率有以下两方面的差距：一是当时的设计热耗率较现代汽轮机的设计热耗率本身存在200～300kJkW.h的差距，主要原因是当时叶型落后，设计手段单一，缺少先进的计算分析软件和先进的试验手段。二是机组的设计热耗率同考核试验的热耗率也存在200～300kJkW.h的差距，主要原因是加工制造设备、安装工艺落后，如叶型加工精度不够、通流尺寸及动静间隙偏差较大，保证不了设计要求，实际通流面积与设计通流面积不符。这两项差距基本是固定差距，主要原因可归结为技术落后，折合为通流效率约影响5～6%。我们多年来的节能工作主要是针对第二项差距，通过精修叶片，严格控制通流面积，重新调整级组的焓降分配及各级反动度，取得了显著的节能效果，但仍有很大的局限性。利用现代化的整体更换式节能改造，克服了现场局限性的缺点，可以充分利用现代技术改造旧汽轮机，使汽轮机通流效率提高5%以上，彻底消除由于技术落后存在的能耗差距，保持设备的先进性。
机组的考核性热耗值同实际运行值也存在300-400kjkwh的差距，此部分差距改造前后都存在，各机组差别较大，它与机组负荷率、运行状况及运行管理水平有关。通过管理型节能，使运行热耗率与试验状态下的热耗率差别控制在3%以内是可能的。
通过汽轮机的技术改造，使汽轮机的通流效率普遍提高5%，出力提高10%，整机煤耗下降15～18gkW.h。2000年至2002年上半年已签定改造合同的50MW以上的20余台。通过改造后的验收试验分析，改造后的机组基本达到了预期的目标，但也发现一些问题，希望在以后的改造中给予考虑。
2汽轮机组节能降耗措施
2.1内部措施
保持冷凝器的最佳真空度。在凝汽式汽轮机机组中，凝汽器作为表面换热器是机组运行的重要组成部分。汽轮机的排汽将通过冷却水冷凝成水，并在冷凝器中形成高真空，从而使蒸汽在汽轮机中的蒸汽膨胀大大低于大气压力，大大提高了工作能力（每加薪1%）。蒸汽真空，单位负荷可增加1%。凝汽器真空是影响汽轮机各参数的汽轮机输出和煤耗率的主要因素，是影响机组安全经济运行的重要指标。目前，火电厂普遍存在着真空度低的问题，影响了机组的经济效益。由于调节不当和设备存在的问题，凝汽器的真空度直接影响整个机组的安全、稳定和经济运行。因此，在机组的正常运行中，必须保持冷凝器的最佳真空度。
2.2高中压内缸改造
高中压内缸在经过改造后，它的整体结构发生了改变，高中压内缸的结构体系不再是仅包括高中压内缸，还为其增设了蒸汽室以及高压持环，降低结构的复杂性，简化安装步骤，不仅可以避免原设备中存在的漏气问题，还可以降低工作人员的工作强度。除此之外，工作人員将定位销安装在了高中压内缸的底部与顶部位置，保证机组汽轮机的轴线处于合适的位置。为了使内缸的气密性得到提高，工作人员利用插管，实现进气口的有效连接，机组汽轮机吸收内外缸差胀的能力得到了提高。
2.3汽封改造
汽轮机是将蒸汽的热能转变为机械能的一种机械，蒸汽进入汽轮机喷嘴后，在随后的叶片间做功，以喷射动力和膨胀做功推动汽轮机转子旋转，将热能完全转化为机械能。汽轮机内叶片有动叶和静叶之分，无论是动叶还是静叶，其旋转与静止部分都存在一定的间隙，汽封的作用就是安装在这间隙内，用来减少未做功蒸汽漏入下一级腔室内。汽封根据安装位置不同，可分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。反动式汽轮机还装有高、中压平衡环汽封和低压平衡环汽封。
传统的汽封为传统的迷宫式汽封、采用高低齿迷宫式结构，利用许多次依次排列的汽封齿与轴之间的间隙，形成蒸汽腔室，使高压蒸汽在这些汽室中依次节流降低压力，达到减少蒸泄漏的目的（见图1）。传统迷宫式汽封的优点是技术成熟、成本低廉，安装方便、应用广泛。其缺点是间隙运行中不可调，启停期间易发生摩擦。淮阴电厂#3、4汽轮机原设计的汽封均为传统迷宫式汽封，在多年使用后已老化，汽轮机多次启停导致汽封的径向间隙增大。在#3汽轮机在大修时，还发现高压进汽平衡环处2道汽封倾倒，严重影响了机组的经济性。目前新型汽封有很多，应用也有很多。常用的新型汽封有：布莱登汽封;蜂窝汽封;刷式汽封;侧齿汽封。其优劣性各有不同。
2.4低压内缸改造
机组汽轮机的低压内缸由碳钢焊接结构组成，铸件是低压内缸两侧半环位置的主要组成部分，钢板是其余部分的主要构成材料。工作人员利用侧板，把低压内缸划分为两个抽气腔室，借助撑杆对这两个抽气腔室进行隔离，增大了低压内缸的强度。工作人员还采用了建模的方法，对低压内缸的结构进行了仿真分析，用带孔的覆板与隔板进行连接，形成一个封闭的四边形腔室，在四边形腔室中安装螺栓与中分面法兰，使低压内缸的密封性大大提高。除此之外，把排气导流环固定在低压内缸两侧，可以形成扩压排气通道，方便气体的输出与输入。
结语
汽轮机本体部分的喷嘴、汽封优化升级改造，在国内传统电站中都取得了良好的经济效益。300MW暨汽轮机做为当前国内主力机型，在优化升级改造后得到经济利益的同时，还降低了环境污染，是值得推广的先进技术。在新一代汽轮机的研发中，新型喷嘴、汽封都有应用。合理使用新型技术将改变已服役机组的状态，使其焕发出新的活力，更好地响应节能减排政策。
参考文献：
[1]高春升.浅析汽轮机通流部分改进及前景[J].机械工程师，2013（10）：50-51.
[2]张东兴，李季，谢资华等.表面粗糙对汽轮机通流部分性能影响的研究[J].华电技术，2012，34（7）：17-20.
关键词：汽轮机;喷嘴;汽封;升级
引言
在对汽轮机运行进行分析的基础上，从汽轮机的安全性能、运行能耗、流量效率三个方面进行了分析，提出了设备、真空系统和汽轮机结构的节能改造方法。
1概述
通过对山东省内大型机组的煤耗分析，认为早期投产的汽轮机运行效率与现代汽轮机本体运行效率有以下两方面的差距：一是当时的设计热耗率较现代汽轮机的设计热耗率本身存在200～300kJkW.h的差距，主要原因是当时叶型落后，设计手段单一，缺少先进的计算分析软件和先进的试验手段。二是机组的设计热耗率同考核试验的热耗率也存在200～300kJkW.h的差距，主要原因是加工制造设备、安装工艺落后，如叶型加工精度不够、通流尺寸及动静间隙偏差较大，保证不了设计要求，实际通流面积与设计通流面积不符。这两项差距基本是固定差距，主要原因可归结为技术落后，折合为通流效率约影响5～6%。我们多年来的节能工作主要是针对第二项差距，通过精修叶片，严格控制通流面积，重新调整级组的焓降分配及各级反动度，取得了显著的节能效果，但仍有很大的局限性。利用现代化的整体更换式节能改造，克服了现场局限性的缺点，可以充分利用现代技术改造旧汽轮机，使汽轮机通流效率提高5%以上，彻底消除由于技术落后存在的能耗差距，保持设备的先进性。
机组的考核性热耗值同实际运行值也存在300-400kjkwh的差距，此部分差距改造前后都存在，各机组差别较大，它与机组负荷率、运行状况及运行管理水平有关。通过管理型节能，使运行热耗率与试验状态下的热耗率差别控制在3%以内是可能的。
通过汽轮机的技术改造，使汽轮机的通流效率普遍提高5%，出力提高10%，整机煤耗下降15～18gkW.h。2000年至2002年上半年已签定改造合同的50MW以上的20余台。通过改造后的验收试验分析，改造后的机组基本达到了预期的目标，但也发现一些问题，希望在以后的改造中给予考虑。
2汽轮机组节能降耗措施
2.1内部措施
保持冷凝器的最佳真空度。在凝汽式汽轮机机组中，凝汽器作为表面换热器是机组运行的重要组成部分。汽轮机的排汽将通过冷却水冷凝成水，并在冷凝器中形成高真空，从而使蒸汽在汽轮机中的蒸汽膨胀大大低于大气压力，大大提高了工作能力（每加薪1%）。蒸汽真空，单位负荷可增加1%。凝汽器真空是影响汽轮机各参数的汽轮机输出和煤耗率的主要因素，是影响机组安全经济运行的重要指标。目前，火电厂普遍存在着真空度低的问题，影响了机组的经济效益。由于调节不当和设备存在的问题，凝汽器的真空度直接影响整个机组的安全、稳定和经济运行。因此，在机组的正常运行中，必须保持冷凝器的最佳真空度。
2.2高中压内缸改造
高中压内缸在经过改造后，它的整体结构发生了改变，高中压内缸的结构体系不再是仅包括高中压内缸，还为其增设了蒸汽室以及高压持环，降低结构的复杂性，简化安装步骤，不仅可以避免原设备中存在的漏气问题，还可以降低工作人员的工作强度。除此之外，工作人員将定位销安装在了高中压内缸的底部与顶部位置，保证机组汽轮机的轴线处于合适的位置。为了使内缸的气密性得到提高，工作人员利用插管，实现进气口的有效连接，机组汽轮机吸收内外缸差胀的能力得到了提高。
2.3汽封改造
汽轮机是将蒸汽的热能转变为机械能的一种机械，蒸汽进入汽轮机喷嘴后，在随后的叶片间做功，以喷射动力和膨胀做功推动汽轮机转子旋转，将热能完全转化为机械能。汽轮机内叶片有动叶和静叶之分，无论是动叶还是静叶，其旋转与静止部分都存在一定的间隙，汽封的作用就是安装在这间隙内，用来减少未做功蒸汽漏入下一级腔室内。汽封根据安装位置不同，可分为通流部分汽封、隔板汽封、轴端汽封。反动式汽轮机还装有高、中压平衡环汽封和低压平衡环汽封。
传统的汽封为传统的迷宫式汽封、采用高低齿迷宫式结构，利用许多次依次排列的汽封齿与轴之间的间隙，形成蒸汽腔室，使高压蒸汽在这些汽室中依次节流降低压力，达到减少蒸泄漏的目的（见图1）。传统迷宫式汽封的优点是技术成熟、成本低廉，安装方便、应用广泛。其缺点是间隙运行中不可调，启停期间易发生摩擦。淮阴电厂#3、4汽轮机原设计的汽封均为传统迷宫式汽封，在多年使用后已老化，汽轮机多次启停导致汽封的径向间隙增大。在#3汽轮机在大修时，还发现高压进汽平衡环处2道汽封倾倒，严重影响了机组的经济性。目前新型汽封有很多，应用也有很多。常用的新型汽封有：布莱登汽封;蜂窝汽封;刷式汽封;侧齿汽封。其优劣性各有不同。
2.4低压内缸改造
机组汽轮机的低压内缸由碳钢焊接结构组成，铸件是低压内缸两侧半环位置的主要组成部分，钢板是其余部分的主要构成材料。工作人员利用侧板，把低压内缸划分为两个抽气腔室，借助撑杆对这两个抽气腔室进行隔离，增大了低压内缸的强度。工作人员还采用了建模的方法，对低压内缸的结构进行了仿真分析，用带孔的覆板与隔板进行连接，形成一个封闭的四边形腔室，在四边形腔室中安装螺栓与中分面法兰，使低压内缸的密封性大大提高。除此之外，把排气导流环固定在低压内缸两侧，可以形成扩压排气通道，方便气体的输出与输入。
结语
汽轮机本体部分的喷嘴、汽封优化升级改造，在国内传统电站中都取得了良好的经济效益。300MW暨汽轮机做为当前国内主力机型，在优化升级改造后得到经济利益的同时，还降低了环境污染，是值得推广的先进技术。在新一代汽轮机的研发中，新型喷嘴、汽封都有应用。合理使用新型技术将改变已服役机组的状态，使其焕发出新的活力，更好地响应节能减排政策。
参考文献：
[1]高春升.浅析汽轮机通流部分改进及前景[J].机械工程师，2013（10）：50-51.
[2]张东兴，李季，谢资华等.表面粗糙对汽轮机通流部分性能影响的研究[J].华电技术，2012，34（7）：17-20.