國產(chǎn)四缸四排汽300mw 汽輪機本體結(jié)構(gòu)改造設計

1、國產(chǎn)四缸四排汽國產(chǎn)四缸四排汽300MW300MW汽輪機本體結(jié)構(gòu)改造設計汽輪機本體結(jié)構(gòu)改造設計喻剛(東方汽輪機廠四川德陽618000)【摘要】:著重從通流設計特點、滑銷系統(tǒng)改進、汽缸優(yōu)化設計以及機組啟停輔助系統(tǒng)等方面闡述了改造特點。【關鍵詞】:汽輪機；改造；可靠性；優(yōu)化設計分類號:TK263文獻標識碼:A文章編號:100125884(2003)0120025202Homemade4F300MWSteamTurbineStructureOp

2、timizationDesignYUGang(DongfangSteamTurbineWksSichuanDeyang618000China)【Abstract】:Thisarticleisfocusontheoptimizationdesignfeaturessuchassteampathactersslidingsystem；HPIPLPcylinderauxiliarysystemfstart2upshut2downetc..【K

3、eywds】:steamturbine；retrofire；reliability；optimizationdesign0前言上海汽輪機廠設計制造的四缸四排汽300MW汽輪機設計于上世紀60年代末首臺機組于1972年在望亭發(fā)電廠投運至今該機型共生產(chǎn)了19臺份在全國各地投運。由于該機組設計年代早設計技術落后各缸效率和機組熱耗與世界先進水平有較大的差距因此采用現(xiàn)代化技術對其進行改造十分必要。該類型機組除了經(jīng)濟性差以外在實際運行中還存在軸承箱

4、負荷過重、摩擦阻力過大、剛性不足機組因膨脹不暢而引起啟停時間過長及振動超標等問題各電廠雖經(jīng)過多次正常大修、完善化大修和技術改造但目前仍然存在許多制約機組穩(wěn)定經(jīng)濟運行的因素:安全系數(shù)較低、可靠性差、達不到設計出力、不能適應電網(wǎng)調(diào)峰的要求等。通過改造首先是提高機組的經(jīng)濟性降低機組熱耗；其次使機組具有良好的變負荷能力能采用復合變壓運行方式機組具有靈活的調(diào)峰運行能力；以及消除原機組存在的主要問題提高機組的可靠性和自動化控制程度延長機組的使用壽命

5、。東方汽輪機廠于2001年4月完成了首臺四缸四排汽300MW機組的改造迄今為止共完成了4臺機組的改造改造后無論是機組的熱耗水平還是機組的運行可靠性都達到了設計要求。本文著重從通流設計特點、滑銷系統(tǒng)改進、汽缸優(yōu)化設計以及機組啟停輔助系統(tǒng)等方面闡述了改造特點。1通流部分結(jié)構(gòu)設計通流部分結(jié)構(gòu)設計通流部分的設計主要著眼于用現(xiàn)代先進技術優(yōu)化流場、光順子午流道、減小脹差限制、減小汽流損失從而提高通流效率增加出力。1.1.1高壓通流設計特點高壓通流設

6、計特點調(diào)節(jié)級:靜葉采用自帶冠導葉動葉整體圍帶；壓力級:第2～5級隔板為分流葉柵第6～9級隔板為自帶冠彎曲導葉；第2～9級動葉自帶冠平衡扭曲動葉；高壓通流采用等根徑設計光滑子午流道；級間根部汽封由軸向汽封改為徑向汽封葉頂汽封齒數(shù)為4齒結(jié)構(gòu)；城墻齒汽封短齒均為雙齒結(jié)構(gòu)；汽封片材料采用低硬度鐵素體材質(zhì)鑲處片式汽封。1.1.2中壓通流設計特點中壓通流設計特點中壓外缸采用錐筒結(jié)構(gòu)排汽部分最大寬度為3752mm。為了加強汽缸剛性排汽渦殼采用圓筒結(jié)構(gòu)

7、加粗了排汽渦殼處的拉筋同時在排汽口上下半渦殼內(nèi)增設了軸向拉筋改善了“疲老虎”效應并增加了汽缸剛性。汽缸前半部分法蘭厚400mm、寬220mm后半部分法蘭厚300mm寬200mm中壓后汽封至后貓爪處法蘭厚為180mm寬度為200mm。汽缸貓爪至汽缸中心的距離與原機組相同。經(jīng)有限元分析計算改造后汽缸徹底改變了原汽缸剛性不足、變形大、膨脹不暢的缺點在全實缸狀態(tài)汽缸垂直方向變形只有0.049mm僅為原汽缸垂直方向變形的14。4低壓內(nèi)缸設計低壓內(nèi)

8、缸設計低壓內(nèi)缸承受了比高、中壓汽缸更大的溫差原汽缸結(jié)構(gòu)與較大的熱載荷不相適應以及熱處理工藝不完善導致了汽缸應力高、變形大為了防止中分面變形在改造設計中采取如下措施。4.4.1進汽腔室外側(cè)設置隔熱板進汽腔室外側(cè)設置隔熱板在汽缸進汽腔室外側(cè)設置不銹鋼隔熱板以減小高溫進汽區(qū)的熱損失和該區(qū)內(nèi)外壁溫差及熱應力通過合理使用隔熱板能有效減少應力報警區(qū)減少了汽缸的塑性變形能有效改善進汽腔室的內(nèi)外溫差和熱變形。4.4.2汽缸水平中分面增設彈性槽以吸收熱變

9、形汽缸水平中分面增設彈性槽以吸收熱變形實際運行情況表明盡量削弱汽缸法蘭各部分在熱膨脹時的相互制約和牽制是改善汽缸熱變形的有效途徑之一。原機組水平中分面沒有設置彈性槽新設計低壓內(nèi)缸水平中分面左右各設置3個彈性槽減小進汽腔室處隔板環(huán)的熱應力對法蘭的牽制以改善整個汽缸的運行狀態(tài)。4.4.3優(yōu)化焊接工藝和熱處理優(yōu)化優(yōu)化焊接工藝和熱處理優(yōu)化減小殘余應力減小殘余應力(1)優(yōu)化焊接工藝；(2)優(yōu)化熱力處理工藝采用兩次熱處理措施；(3)加強無損檢驗防止

10、焊縫產(chǎn)生裂紋。5輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)5.5.1強迫冷卻系統(tǒng)強迫冷卻系統(tǒng)現(xiàn)代大型汽輪機組由于蒸汽初參數(shù)高、汽缸熱容量大、保溫材料性能好、保溫工藝先進使機組在停機檢修時需要很長的時間等待冷卻檢修工期緊的矛盾日益突出從而降低了機組的可利用率。多年來雖有不少電廠試用過一些加快冷卻的方法效果都不理想。而采用電加熱壓縮空氣進行強迫冷卻可以比較滿意地解決這個問題能將停機冷卻的過程縮短至2～3天之內(nèi)縮短檢修周期3～5天提高了機組的可利用率帶來了相當可觀的經(jīng)