300MW 汽轮机综合升级的技术研究及示范应用

☆项目详细内容

徐塘4、5 号汽轮机（300MW）是美国西屋公司80 年代后期的设计水平的产品，机组供电煤耗水平为334～336 g/kWh，与全国火电300MW 级机组2010 年度能效水平对标标杆值为322.04g/kWh 的差距较大。具体原因为汽轮机通流汽封间隙较大，蒸汽泄漏严重；高中压及低压缸效率低以及各段抽汽温度普遍超标。

以全三维气动热力分析计算为核心的汽轮机通流部分设计方法已趋于成熟，以弯扭联合成型全三维叶片为代表的第三代通流设计已进入工业化实用阶段，叶片的设计、制造已发展到全三维阶段，这大大提高了叶片实物质量和精度，效率明显提高。目前，弯扭叶片己广泛应用于现代汽轮机的通流设计和老机组改造中。

为扭转亏损局面，增强企业的生存能力，亟待对汽轮机应用通流新技术，进行机组整体优化，提高机组的技术经济指标，改善经营状况。
项目内容如下：

①高压缸部分

汽轮机调节级由原来的反流形式改为顺流形式，进汽效率上有大幅度提高，压力级采用超超临界机组的通流技术，由13 个压力级组成，分8＋5 两个级组。高压内缸采用整体形式，将原西屋机组中的高压内缸、高压静叶持环、高压进汽侧平衡活塞汽封三个部件整合为一个整体的高压内缸；高中压外缸保持原来的不动。

②中压缸部分

汽轮机中压部分采用5＋5 共10 个压力级组成，两个级组仍然安装于两级中压静叶持环上。中压#2 静叶持环的排汽末端利用有限的空间尽量伸长一部分，且做出相应的排汽型线，提升汽轮机中压排汽端的效率。新设计的中压内缸的中分面加密封键，保证各级抽汽参数满足设计要求。

高、中压通流部分叶片采用3DV 的弯扭叶片，根据通流部分各级速比采用变反动度的设计方法，使各级轮周效率、级效率最高。

③低压缸部分

低压内缸由原来的双层结构改为单层内缸结构，低压内缸中分面加密封键，同时改善中分面螺栓的密封性能，减少内漏。低压通流部分采用2×7 级双流形式，叶片采用全三维弯扭马刀叶型（除末三级外），末级仍然采用905mm 叶片。

④汽封部分

汽轮机动叶顶部和静叶底部均采用标准的镶片式汽封（高低齿形式）。高压平衡活塞汽封、中压平衡活塞汽封、高压排汽侧平衡活塞汽封和高中压端部汽封及低压端部汽封采用新型结构汽封以减少汽封漏汽，提高通流部分效率。

⑤其它改造项目

中低压连通管改造采用压力自平衡式不锈钢波形膨胀节减少中压缸排汽压损，更好的吸收热位移，并预留抽汽接口。对汽轮机高压进汽插管弹性密封进行改造，解决漏汽问题。

☆主要技术创新

①压力级采用超超临界机组的通流技术，高压部分由8＋5 两个级组共13 个压力级组成；中压部分采用5＋5 共10 个压力级组成；低压通流部分采用2×7 级双流形式。

②汽轮机调节级由原来的反流形式改为顺流形式，提高进汽效率。

③叶片采用最先进的超超临界机组中使用的通流叶片技术，高、中压通流部分叶片采用3DV 的弯扭叶片；低压叶片除末三级外采用全三维弯扭马刀叶型；低压末级采用905mm叶片。

☆项目应用情况

4、5 号汽轮机通流项目进行改造后，提高了4、5 号机组的运行安全性、经济性和灵活性，各项经济指标达到国内目前同等容量机组的领先水平。

☆企业效益情况

4 号汽轮机高中低压通流技术应用后THA 工况下热耗下降345kJ/kWh；5 号汽轮机高中低压通流技术应用后THA 工况下热耗下361kJ/kWh。应用通流技术后，徐塘公司年节标煤量39861.5tce。

汽轮机高中低压通流技术应用后，不但提高了汽轮机效率，增加了汽轮机发电机组单机发电容量，而且还减少了温室气体排放。在年发电量相同的情况下，相比改造前每年可减少CO2 排放10.35 万吨，减少SO2 排放约1550 吨。