300 MW汽轮机高压缸排汽参数偏高原因分析及处理
梁权志
【摘 要】This paper takes two units of 300MW in Guangdong Yudian Yunhe Power Station Co., Ltd as the object of study on, to find the reasons which cause the high pressure cylinder exhaust steam parameters higher than the design value. The reason is that the high pressure cylinder inlet conduit seal ring installed in reverse. After adjustment, the efficiency of high pressure cylinder has been significantly improved and the high pressure cylinder exhaust parameters are significantly decreased.%以广东粤电云河发电有限公司两台300 MW机组为研究对象，针对其存在的高压缸排汽参数较设计值偏高的情况进行研究分析。经检查确认后发现原因为高压缸进汽导管密封环安装反向，调整后高压缸效率有了显著提高，高压缸排汽参数也得到明显下降。
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】3页(P254-256)
【关键词】高压缸效率;高压缸排汽参数;密封环
【作 者】梁权志
【作者单位】广东粤电云河发电有限公司，广东云浮 527300
【正文语种】中 文
陈维芊【中图分类】TM311
1 汽轮机概述
广东粤电云河发电有限公司#5、#6机组配套上海汽轮机厂生产的N300-16.7/538/538型亚临界、一次再热、双缸双排汽、单背压式凝汽式汽轮发电机组[1]。其主要设计参数见表1。
2 机组运行存在问题
建筑学概论演员表
两台机组自2010年7月和2010年8月分别投产后，发现汽轮机高压缸排汽压力和温度与设计值比较，均相对偏高，并且随着负荷的升高，偏差值越大。额定负荷300 MW时，#5机的高压缸排汽压力约3.575 MPa，高排温度达到340℃，#6机的高压缸排汽压力约在3.588 MPa，高排温度达到331℃，与设计参数（压力3.413 MPa、温度310.3℃）相比差距较大。
高压缸排汽参数数值偏大，反映了机组的热效率偏低，同时也会引起再热器减温水喷水量增大，增加锅炉负担，不利于机组经济运行[2]。国内有类似机组的运行经验表明，高排温度每上升2℃，高压缸效率将降低1%，汽轮机热耗将增加0.2%左右，煤耗将上升0.5 g/（kW·h）[3]。
表1 汽轮机设计规范项目额定功率最大功率主汽阀前额定蒸汽压力主汽阀前额定蒸汽温度再热汽阀前额定蒸汽压力再热汽阀前额定蒸汽温度额定蒸汽流量最大蒸汽流量额定平均背压额定热耗值数值300 MW 337 MW 16.7 MPa 538℃3.7 MPa 538℃901.212 t/h 1 036 t/h 6.51 kPa 7 921 kJ/kW·h
针对于此，公司委托广州粤能电力科技开发有限公司对两台机组分别进行热力性能试验，
为保证试验的准确性，每台机组均在THA工况下试验两次，由于此次试验时，机组投产只有半年时间，试验时均采用“单阀”阀门控制模式。四次的试验数据均表明，机组高压缸排气温度均较设计值有所偏高，做功性能与设计值相比相对较低，相关试验结果与设计参数比较如表2所示[4-5]。
表2 高压缸设计参数与试验值比较#5机试验值#6机试验值项目 设计参数功率/MW主蒸汽压力/MPa主蒸汽温度/℃一段抽汽温度/℃高排压力/MPa高排温度/℃高压缸效率/%300 16.7 538 380.9 3.413 310.3 87.17 THA-1 300 15.7 534.3 402.7 3.568 340.0 75.76 THA-2 300 15.8 534.3 402.9 3.579 340.1 75.24 THA-1 300 15.5 528 393.7 3.595 331.0 79.21 THA-2 300 15.9 523 386.9 3.582 324.6 78.2
由表2可以看到，两台机组的两次试验结果显示：高压缸效率与设计值相比有较大差距，其中#5机效率低于设计值约12%，#6机效率低于设计值约9%。虽然，试验是单阀工况下实施，存在一定的高压调门节流损失，但通常高压缸效率水平仍应至少在80%以上。因此，高压缸排汽温度偏高应是高压缸效率偏低的主要因素。
3 原因分析
通过对试验结果进行分析，由表2可以看到，在初参数相对较低的情况下，两台机组的高压缸排汽参数都较设计值有所偏高，初步分析问题产生的原因可能是高压缸内部存在较大的蒸汽短路现象，部分蒸汽没有在通流内做功，而直接漏至高排，导致高压缸排汽压力和温度升高，高压缸做功效率下降。
为确认具体原因，公司利用机组中修对汽轮机本体揭缸进行充分检查，并制定初步处理方案。
（1）检查高压缸叶片
对高压缸通流部分的动、静叶片表面状况进行检查，检查高压各级动、静叶栅表面是否结垢；检查动、静叶片是否变形损坏。
（2）检查各汽封处是否存在漏汽过大
奥兰多布鲁姆出柜1）检查动叶顶部汽封的径向通流间隙是否与图纸一致。该间隙过大会使得未做功的蒸汽漏汽量加大，导致下游的蒸汽温度偏高，影响高压缸效率。
2）检查隔板汽封圈的安装方向是否与图纸一致，防止汽封圈迎汽面装反导致蒸汽漏汽量加大。
3）检查高中压缸之间的汽封。由于汽机采用高中压合缸结构，在此处高中压转子的挠度最大，可能造成汽封圈磨损而导致漏汽。
（3）开缸检查高压缸进汽口处是否存在漏汽
1）检查高压缸进汽导管的密封环方向是否安装正确。密封环一面是密封面，另一面为带有沟槽的非密封面，两面都能安装正常，但若密封环的方向安装错误，密封面无法起到密封作用，导致漏汽直接漏入内外缸夹层，做功工质减少。
快乐你懂的2）检查高压缸进汽导管的密封环是否失去弹性或变形、受损，不起密封作用。
4 现场检查结果
利用两台机组中修期间，对汽轮机本体设备进行详细系统检查。
（1）高压缸叶片检查。对高压缸通流部分的动、静叶片表面进行宏观观察，动静叶片状况
良好，表面基本无结垢。
张婉悠厕所门种子（2）汽封间隙检查。对两台机组的高压缸通流部分径向汽封间隙的设计值、安装前的测量值及中修揭缸时的测量值进行了统计对比。安装时各部分汽封间隙在设计要求内，中修揭缸时测量的通流部分汽封径向间隙均在要求范围内，汽封漏汽对高压缸效率偏低的影响因素可以忽略。
图1 机组中修前密封环的安装方向
（3）对高压缸进汽导管的密封环进行检查，发现两台机组的密封环方向均装反，图1为机组中修前密封环的安装方向，而图2是密封环的正确安装方式[1]。由图2可以看到，密封环的安装方向应该是有缺口的那个端面必须朝着漏汽汽流的方向，密封环没有缺口的那个端面在蒸汽压力的作用下紧贴密封环槽的端面以形成有效密封。
而图1中密封环由于安装反向，密封面无法起到有效的密封作用，导致高压蒸汽在调阀后送入调节级做功时部分蒸汽漏入内外缸夹层，并进入一抽。因此可以判定，造成一段抽汽温度及高压缸排汽参数偏高、高压缸效率下降的主要原因就是密封环的安装工艺不符合要求。
图2 密封环的正确安装方向
5 处理结果
两台机组在中修期间对高压缸进汽导管密封环进行了换向处理，同时为检验其对高压缸效率的影响，抽取#5机组对300 MW、270 MW和240 MW三个不同负荷再次进行热力性能试验，并在同一负荷下分别用“单阀”和“顺阀”两种不同阀门控制方式下开展试验。为便于比较，本文仅列示#5机300 MW负荷时相关试验结果[6]，相关数据如表3所示。
将表3的结果与表2进行对比，可以得出以下结论。
表3 密封环换向后#5机高压缸相关参数试验值#5机试验值项目 单阀 顺阀功率/MW主蒸汽压力/MPa主蒸汽温度/℃主蒸汽流量/（t/h）一段抽汽温度/℃高排压力/MPa高排温度/℃高压缸效率/%298 15.8 534.3 968.1 398.5 3.498 324.8 82.96 298 15.8 534.3 954.2 395.7 3.456 322.2 84.51
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