高胜利

（山西大学，山西 太原 030013）

1 概述

CZK300-16.7/0.4/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷供热凝汽式汽轮发电机组，高中压部分采用合缸反流布置，低压缸采用双流反向布置，共有七级非调整回热抽汽，分别供给3台高压加热器、1台除氧器和3台低压加热器。中低压连通管从中压排汽口接出后由一根母管分成两根支管，到低压缸进汽处合二为一，进入低压缸，两只连通管压力调节阀呈倒置形式，安装于低压缸进口转角处。连通管压力调节阀处由3个弹簧支架支撑，中压缸出口转角处由1个弹簧支架和3个弹簧拉杆形成组合连接。连通管压力调节阀通过抗燃油控制，以满足中压缸排汽压力大于0.379MPa，以保证机组安全运行。

2 连通管运行现状

1、2号机组自投产以来，1号机组中低压连通管轴向晃动约8mm、横向晃动约2mm；2号机组中低压连通管轴向晃动约4mm、横向晃动约1mm。晃动随着负荷的增减变化，中低压缸连通管晃动大，使机组连通管法兰螺栓、三通处焊口、膨胀节、EH油管道疲劳加剧，油动机与操纵座连接螺栓、油缸紧固螺栓松动，容易造成螺栓疲劳断裂，焊口和膨胀节拉裂，管道焊口疲劳，油动机接口及接头渗油，影响机组安全稳定运行。

对连通管压力调节阀线性进行测量，连通管压力调节阀在阀门开度为27%～100%时，压力调节阀没有节流；阀门开度在0%～27%内压力调节阀才有调节功能，但阀门调节流量与阀门开度线性较差。

对于CZK300型亚临界机组，中低压连通管设计为“一二一”型式（见图1、图2），设计有2个三通、4个弯头、2个角形调节阀，连通管各工况下设计压力损见表1。表1中，THA为热耗率验收工况，TRL为铭牌工况。

图1 中低压连通管（俯视图）

图2 中低压连通管（主视图）

实际运行过程对于中低压连通管压损按照不同负荷工况进行测定，测量数据见表2。

实际测定的连通管压损远远超过设计值，由于连通管压损超过设计值，再热压损对汽轮机热耗影响约为0.45%，约40kJ/kWh。

表1 连通管各工况下的设计压损

表2 实际运行中压损测量数据

3 连通管晃动消除方案分析

3.1 晃动原因分析

造成连通管晃动的原因主要有：①连通管设计平衡性较差，膨胀节补偿量不足，运输用小拉杆未拆除或大拉杆螺母松动；②连通管支架荷载计算有误，弹簧支架选型不当；③连通管支架弹簧安装不到位，热态时弹簧未在工作位置；④连通管安装时存在错口，连通管存在较大安装应力；⑤连通管法兰螺栓紧固力矩未达到设计值。

3.2 解决方案

3.2.1 设计方面

通过核算，发现连通管平衡性较弱，在汽流不稳的情况下容易造成连通管晃动；膨胀节补偿量满足要求；弹簧支架荷载符合要求。膨胀节支座弹簧设计型号为TH3-117、膨胀节拉杆弹簧设计型号为TH1-C-211、压力调节阀支座弹簧设计型号为TH3-115。对现场安装弹簧进行核对，与设计型号相符。

3.2.2 安装方面

（1）对连通管膨胀节进行检查，运输用小拉杆在安装完成后已拆除，大拉杆螺母无松动且锁紧。

（2）对连通管支架弹簧、拉杆弹簧安装位置进行检查。机组在冷态时有3个弹簧筒内外锁定孔错位约2mm，对偏差弹簧进行调整到锁定孔同心，消除误差；核对压力调节阀支座弹簧、膨胀节支座弹簧热态安装高度，发现右侧弹簧高度不符合设计值556mm的要求，偏差在8mm左右，主要由于汽流在“口”型连通管中存在扰动导致左、右侧弹簧受力不均。

（3）结合机组检修对连通管进行检查，拆除轴向管道法兰螺栓进行错口检查，左侧法兰错位20mm，右侧法兰错位5mm，对左侧错位管道重新安装，消除法兰错位。

（4）使用力矩扳手检查连通管法兰螺栓，符合设计要求。

3.3 效果检验

对1号机组连通管支座弹簧进行调整，消除左侧连通管错口后，在机组启动后检查连通管晃动情况，轴向晃动约5mm，横向晃动约2mm，通过对现连通管的调整，虽然晃动情况有所改善，但未消除，故需要对现连通管进行改造，以彻底解决连通管晃动大及压损较大的问题。

4 连通管改造方案探讨

虽然1号机组连通管晃动略有改善，但仍然存在连通管晃动及连通管压损超标的问题。特提出对连通管进行改造，将现有连通管改造成单管型式，弯头采用热压弯头。

4.1 供热机组单管式连通管晃动情况调查

现有单连通管300MW供热机组，连通管压力调节阀安装位置有以下几种：在水平管道上、在中压缸出口垂直管道上、在低压缸进汽口处等。300MW机组连通管压力调节阀由主机抗燃油进行调节，无电动调节方式的运行经验，但有200MW机组采用电动调节蝶阀的经验。

4.1.1 连通管压力调节阀控制方式的确定

对于连通管压力调节阀工作环境及状态进行分析，对此阀不要求实现快关功能，但必须保证低压缸最低冷却流量122t/h。由于使用抗燃油控制的压力调节阀存在油缸抖动的情况，造成抗燃油接头渗油或油缸渗油的现象，因此建议采用电动调节蝶阀。

4.1.2 连通管压力调节阀安装位置的确定

连通管压力调节阀安装在水平管道上（如图3（a）所示）时，由于液动阀门重量约5.5t，需要设计支架以承担阀门重量，此方案已在多家300MW供热汽轮机机组中实施，但运行中发现油缸存在抖动现象。

连通管压力调节阀安装在中压缸排汽口处或中压缸排汽垂直管道上，此方案可以不设计支架，减小了压力调节阀的抖动情况，部分电厂已对布置在水平管道上的压力调节阀进行了改造，将其布置在中压缸出口的垂直管道上。

通过调研分析，连通管压力调节阀布置在水平管道上将需要增加支架，并且存在抖动现象，就现运行机组而言，将连通管压力调节阀布置在垂直管道上的方案可使连通管振动较小，满足机组安全稳定运行要求。

4.2 连通管改造方案确定

通过调研及理论核算，连通管改造方案确定为单管方式，压力调节阀布置于低压缸进口处（如图3（b）所示）。阀门采用电动调节蝶阀，弯头采用热压弯头，以降低连通管压损，提高机组经济性。

图3 改造后中低压连通管

4.3 连通管改造经济性分析

连通管改造方案确定后，对连通管进行核算，电动调节阀在全开状态压损为0.5%，管道压损约2.5%，连通管设计压损约3%。预计降低机组热耗约60kJ/kWh。

5 总结

经过对CZK300型汽轮机“一二一”型式连通管在不改变结构的情况下进行调整，未彻底解决连通管晃动的前提下，确定连通管改造方案，同时对压力调节阀布置位置的对机组的实际影响进行调研分析，确定了本机组连通管改造方案，预计降低机组热耗约60kJ/kWh，具体数据待改造后进行测定。

［1］郭延秋.大型火电机组检修适用技术丛书［M］.北京：中国电力出版社，2003.

［2］吴季兰.汽轮机设备及系统［M］.第2版.北京：中国电力出版社，2006.