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摘要：针对南阳天益发电有限公司D600EN18汽轮机效率低的情况，结合同类型机组情况分析产生原因，采取更换DAS汽封、叶顶汽封措施，提高机组效率，降低热耗值。
关键词：汽轮机 通流 效率 改造
1.概述
南阳天益发电有限责任公司#3汽轮机为东方汽轮机厂制造的600MW超临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。高、中压缸采用合缸结构，低压缸为对称分流式，机组型号为N600—24.2/566/566。机组热力系统采用单元制方式，共有八段抽汽分别供给三台高压加热器、一台除氧器和四台低压加热器。根据设备状态，计划2011年5月进行汽轮机大修工作。
2.存在问题
2010年10月进行大修前热力试验，600MW工况试验修正后热耗率为7808.06kJ/kWh，比设计热耗率7512.00kJ/kWh高296.06kJ/kWh。600MW工况试验高压缸效率为81.90 %，比设计值86.20%低4.3个百分点。高压缸效率偏低，降低了汽轮机本体的性能，对机组经济性也有较大的影响（经计算高压缸效率偏低导致热耗率升高约66.28kJ/kWh）。中压缸效率为92.32%，比设计值92.52%低0.2个百分点。
3.原因分析
结合本机组状态及同类型机组大修情况，高压缸效率低及热耗值高主要有以下因素影响：
3.1 汽轮机通流部分积盐结垢严重，局部垢层厚度1mm左右，造成通流效率低。
3.2查机组安装记录及修前通流间隙测量，轴封、隔板汽封、叶顶汽封间隙均在中上限标准，部分间隙超出上限；中压第4、5、6级叶顶汽封碰磨严重现象。
3.3 600MW时高压内缸内外壁温差105℃，大修解体检查，扣高压内缸、冷紧1/3螺栓，内张口最大处3.25mm，汽缸变形造成中分面漏汽严重。
4.措施及改造范围
4.1更换DAS汽封
4.1.1DAS汽封结构
DAS 汽封结构中，DAS 齿与转子之间的间隙B比常规齿与转子之间的间隙A 小约0.1—0.13mm，DAS 齿采用宽齿结构。DAS汽封通过在各汽封弧段中用两个磨损保护汽封齿（DAS齿）替代两个常规汽封齿来减少汽封磨损。
4.1.2DAS汽封工作原理
DAS安装在机组的静止部分及隔板等上面，在汽轮机启、停的过程中，由于过临界转速的影响，汽封齿有与转子产生摩擦的可能，因间隙B比间隙A小，所以DAS齿最先与转子接触产生碰摩，然后压缩汽封圈背部的弹簧，产生退让，不仅减轻了DAS齿的磨损，也保护了常规齿不与转子产生摩擦。从而保证在汽轮机正常运行时，常规齿的间隙A始终在设计值得范围内，从而保证了设计的密封效果。另一方面，由于间隙B比间隙A小，且DAS齿采用宽齿结构，材料也耐磨，即使与转子发生碰磨，其磨损量也非常小，运行时间隙B小于间隙A，整个汽封的泄漏量比传统设计的汽封泄漏量小，这样就可解决汽轮机各处汽封蒸汽泄漏量大的问题。
4.1.3DAS汽封改造范围及质量标准
目前DAS 汽封在东方汽轮机超超临界机组上使用效果良好，本次在D600EN18超临界机组上推广使用，进一步提高机组效率。DAS汽封安装时，常规汽封齿径向间隙按通流设计间隙的下限±0.05mm进行调整。
DAS汽封改造范围：
4.2更换叶顶汽封
隔板叶顶汽封为镶片式固定汽封，在处理间隙时需将隔板叶顶汽封片钳工取出重新镶片，叶顶汽封片材料为0Cr15Mo，并按设计间隙下限—0.30mm标准进行加工配准。
叶顶汽封改造范围：
4.3高压内缸变形处理及措施
4.3.1高压内缸变形处理
高中压内缸中分面空扣汽缸内张口最大3.25mm，返厂加工汽缸中分面及隔板槽道，钻取中分面螺栓，吊取喷嘴室，厂家配齐隔板底键、中分面密封键及螺栓、隔板、喷嘴室、过桥汽封体挂耳垫块及螺栓，汽缸中分面定位销等部件。修理后冷紧1/3汽缸中分面螺栓，0.03mm塞尺自内外两侧检查均不得塞入。
4.3.2高压内缸变形采取措施
4.3.2.1在高中压内缸两端隔热环处各增加三圈汽封齿，将原膨胀间隙10mm调整为2mm，以减小汽缸夹层蒸汽流动量。
4.3.2.2封堵高中压内缸定位装置处注油孔，电机侧封堵三处φ6孔。
4.3.2.3更换汽封装置弹簧片，研磨检查汽封块侧面密封，汽封块侧面加装在汽封块侧面加装10×10mm高压石棉编织盘根密封。
4.3.2.4增设汽缸夹层加热系统，详见下图。
5、机组启动情况
由于汽封、叶顶汽封间隙调整较小，机组启动前将轴振跳闸值由260um修改为80um，采用摩擦启动，防止严重动静碰磨事故，待转速升至3000r/min稳定后恢复轴振跳闸值。
汽机首次冲转至2000/min，2Y轴振最大100um跳闸，经挂闸后冲转至额定转速，机组振动及各指标良好。
6、机组改造效果及下步打算
大修后热力试验，600MW工况修正后的热耗率为7561.16kJ/kWh，与制造厂签定的技术协议中的设计值为7512.00kJ/kWh相比，修正后的热耗率比设计值高49.16kJ/kWh，改造后机组热耗率降低了246.9kJ/kWh。试验高压缸效率为83.83%，比设计值86.20%低2.37个百分点，比改造前提高了1.93%。。中压缸效率为92.44%，比设计值92.52%低0.08个百分点，比改造前提高0.12%。
通过汽轮机通流部分改造，使的高中压内缸内外壁温度差进一步减小，降低了汽缸工作状态应力水平，避免了高中压内缸中分面的变形和漏汽；通过对汽封型式的优化及安装间隙的调整，减小了汽封漏汽量，进一步提高了机组效率。从而提高了机组效率。下一步我们将对#5、6段抽汽温度高的原因探讨分析，将存在的问题得到彻底解决。
参考文献：
1. 东方汽轮机图纸.[M].东汽厂
2. 宋汉武.火力发电设备技术手册[M].北京：机械工业出版社，2004
作者简介：陈泉（1976～），男，工程师、技师，从事火电厂汽机安装检修技术管理工作17年。
关键词：汽轮机 通流 效率 改造
1.概述
南阳天益发电有限责任公司#3汽轮机为东方汽轮机厂制造的600MW超临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机。高、中压缸采用合缸结构，低压缸为对称分流式，机组型号为N600—24.2/566/566。机组热力系统采用单元制方式，共有八段抽汽分别供给三台高压加热器、一台除氧器和四台低压加热器。根据设备状态，计划2011年5月进行汽轮机大修工作。
2.存在问题
2010年10月进行大修前热力试验，600MW工况试验修正后热耗率为7808.06kJ/kWh，比设计热耗率7512.00kJ/kWh高296.06kJ/kWh。600MW工况试验高压缸效率为81.90 %，比设计值86.20%低4.3个百分点。高压缸效率偏低，降低了汽轮机本体的性能，对机组经济性也有较大的影响（经计算高压缸效率偏低导致热耗率升高约66.28kJ/kWh）。中压缸效率为92.32%，比设计值92.52%低0.2个百分点。
3.原因分析
结合本机组状态及同类型机组大修情况，高压缸效率低及热耗值高主要有以下因素影响：
3.1 汽轮机通流部分积盐结垢严重，局部垢层厚度1mm左右，造成通流效率低。
3.2查机组安装记录及修前通流间隙测量，轴封、隔板汽封、叶顶汽封间隙均在中上限标准，部分间隙超出上限；中压第4、5、6级叶顶汽封碰磨严重现象。
3.3 600MW时高压内缸内外壁温差105℃，大修解体检查，扣高压内缸、冷紧1/3螺栓，内张口最大处3.25mm，汽缸变形造成中分面漏汽严重。
4.措施及改造范围
4.1更换DAS汽封
4.1.1DAS汽封结构
DAS 汽封结构中，DAS 齿与转子之间的间隙B比常规齿与转子之间的间隙A 小约0.1—0.13mm，DAS 齿采用宽齿结构。DAS汽封通过在各汽封弧段中用两个磨损保护汽封齿（DAS齿）替代两个常规汽封齿来减少汽封磨损。
4.1.2DAS汽封工作原理
DAS安装在机组的静止部分及隔板等上面，在汽轮机启、停的过程中，由于过临界转速的影响，汽封齿有与转子产生摩擦的可能，因间隙B比间隙A小，所以DAS齿最先与转子接触产生碰摩，然后压缩汽封圈背部的弹簧，产生退让，不仅减轻了DAS齿的磨损，也保护了常规齿不与转子产生摩擦。从而保证在汽轮机正常运行时，常规齿的间隙A始终在设计值得范围内，从而保证了设计的密封效果。另一方面，由于间隙B比间隙A小，且DAS齿采用宽齿结构，材料也耐磨，即使与转子发生碰磨，其磨损量也非常小，运行时间隙B小于间隙A，整个汽封的泄漏量比传统设计的汽封泄漏量小，这样就可解决汽轮机各处汽封蒸汽泄漏量大的问题。
4.1.3DAS汽封改造范围及质量标准
目前DAS 汽封在东方汽轮机超超临界机组上使用效果良好，本次在D600EN18超临界机组上推广使用，进一步提高机组效率。DAS汽封安装时，常规汽封齿径向间隙按通流设计间隙的下限±0.05mm进行调整。
DAS汽封改造范围：
4.2更换叶顶汽封
隔板叶顶汽封为镶片式固定汽封，在处理间隙时需将隔板叶顶汽封片钳工取出重新镶片，叶顶汽封片材料为0Cr15Mo，并按设计间隙下限—0.30mm标准进行加工配准。
叶顶汽封改造范围：
4.3高压内缸变形处理及措施
4.3.1高压内缸变形处理
高中压内缸中分面空扣汽缸内张口最大3.25mm，返厂加工汽缸中分面及隔板槽道，钻取中分面螺栓，吊取喷嘴室，厂家配齐隔板底键、中分面密封键及螺栓、隔板、喷嘴室、过桥汽封体挂耳垫块及螺栓，汽缸中分面定位销等部件。修理后冷紧1/3汽缸中分面螺栓，0.03mm塞尺自内外两侧检查均不得塞入。
4.3.2高压内缸变形采取措施
4.3.2.1在高中压内缸两端隔热环处各增加三圈汽封齿，将原膨胀间隙10mm调整为2mm，以减小汽缸夹层蒸汽流动量。
4.3.2.2封堵高中压内缸定位装置处注油孔，电机侧封堵三处φ6孔。
4.3.2.3更换汽封装置弹簧片，研磨检查汽封块侧面密封，汽封块侧面加装在汽封块侧面加装10×10mm高压石棉编织盘根密封。
4.3.2.4增设汽缸夹层加热系统，详见下图。
5、机组启动情况
由于汽封、叶顶汽封间隙调整较小，机组启动前将轴振跳闸值由260um修改为80um，采用摩擦启动，防止严重动静碰磨事故，待转速升至3000r/min稳定后恢复轴振跳闸值。
汽机首次冲转至2000/min，2Y轴振最大100um跳闸，经挂闸后冲转至额定转速，机组振动及各指标良好。
6、机组改造效果及下步打算
大修后热力试验，600MW工况修正后的热耗率为7561.16kJ/kWh，与制造厂签定的技术协议中的设计值为7512.00kJ/kWh相比，修正后的热耗率比设计值高49.16kJ/kWh，改造后机组热耗率降低了246.9kJ/kWh。试验高压缸效率为83.83%，比设计值86.20%低2.37个百分点，比改造前提高了1.93%。。中压缸效率为92.44%，比设计值92.52%低0.08个百分点，比改造前提高0.12%。
通过汽轮机通流部分改造，使的高中压内缸内外壁温度差进一步减小，降低了汽缸工作状态应力水平，避免了高中压内缸中分面的变形和漏汽；通过对汽封型式的优化及安装间隙的调整，减小了汽封漏汽量，进一步提高了机组效率。从而提高了机组效率。下一步我们将对#5、6段抽汽温度高的原因探讨分析，将存在的问题得到彻底解决。
参考文献：
1. 东方汽轮机图纸.[M].东汽厂
2. 宋汉武.火力发电设备技术手册[M].北京：机械工业出版社，2004
作者简介：陈泉（1976～），男，工程师、技师，从事火电厂汽机安装检修技术管理工作17年。