贾公礼

摘  要：国家《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》要求，平均供电煤耗高于310 g/kW燃煤机组将陆续关停，现役较大功率机组必须进行节能降耗和环保升级改造。汽轮机低压转子采用转子和光轴互换，供热期使用光轴转子，减少机组冷源损失，非供热期使用低压转子，增加了劳动强度，提高了电厂的运行指标和经济效益。

关键词：汽轮机;光轴改造;节能减排

中图分类号：TM72          文献标志码：A

富拉尔基发电厂#4机为冲动式三缸三排汽凝汽式汽轮机，1987年投产发电，型号为N200-12.75/535/535-55，哈尔滨汽轮机厂八十年代产品。为了提高机组经济性，改善机组运行状况，1996年9月采用全三维技术进行过增容。

1 改造目的及设计原则

根据国家及华电集团节能减排、改善环境的方针政策，华电富拉尔基发电厂#4机组于2016年10月18日停机10月21日揭低压缸开始进行低压光轴供热改造，11月11日中午12点机组与系统并列，改造后运行状态稳定。

#4机光轴改造原则：不改变机组运行参数，不改变高中压缸通流间隙，不改变轴径尺寸，不改变轴承箱基础，不影响机组轴向推力。在供热期机组采用低压光轴技术运行，低压#1缸正常进汽做功发电，低压#2、#3缸不进汽，对机组低压转子和隔板进行改造，改造后机组供热能力大，运行安全可靠，投资回收周期短，非供热期仍采用原机组低压转子，恢复低压缸凝汽式运行。因为该次改造为国内首台200 MW三缸三排汽机组光轴改造，没有施工经验可以借鉴。

该次改造后#4机基本类似背压机组，如果热网无用汽需求，必须减负荷至最低并投油稳燃，因此，受外网影响较大。光轴改造后#4机供热能力大幅提高，按照设计最大抽汽量为330 t/h，最大供热能力为214 MW，供热面积可达379万㎡。

改造中4、5瓦标高降低100 um，消除低压缸排汽室温度升高对标高的影响。从实际运行数据分析影响较小（光轴运行155 MW相当于纯凝运行200 MW），#3瓦升高1.6 um，#4瓦升高8.6 um，#5瓦升高5.3 um。因标高对振动影响小，2018年-2019年供暖期更换光轴转子时测量4、5轴瓦标高，发现并未降低，正常执行哈汽厂设计标准。改造前后的机组瓦振数据见表1。

2 设计和施工改造过程注意事项

（1）改造前电厂技术人员与设计单位进行充分地技术沟通，包括图纸交流和现场测绘（轴径尺寸、对轮形式、对轮连接螺栓孔径、中心距、轴径扬度等），防止发生设备不匹配情况。

（2）隔板护套必须现场调整好轴向和径向间隙，防止下次拆卸隔板护套时卡涩或与汽缸顶部发生接触。

（3）对轮螺栓铰孔必须制作2根专用铰孔销子，安装专用销子时不能蹩劲，各销孔对正、均匀，紧好2根销子后才能进行铰孔，紧好新销子后才能盘动转子，防止销孔错位。

（4）设计时应将发电机轴向变化进行校核，与汽轮机改造结合考虑，通过中低对轮调整垫实现调整，防止发电机轴向部件碰磨。

（5）光轴转子安装后原转子的储存保养或供热期结束后光轴转子的储存保养，新旧隔板的储存保养问题，防止转子隔板弯曲变形或锈蚀损坏。

3 运行调整中遇到的问题及处理情况

（1）暖机或低负荷时，低压缸胀差调整困难，#2、#3排汽室温度比#1排汽室高，启动后胀差一直在4 mm～6 mm，哈汽厂原设计为6.5 mm～-4 mm，通过调整循环水进水量和对喷水减温设备进行控制，定参数或带大负荷后趋于稳定+3.7左右。

分析认为启机初期或低负荷鼓风损失造成转子热膨胀大，提高真空时转子更热，排汽室更凉，造成正胀差增大。为了减小鼓风损失，除了引一部分冷却蒸汽进入低压缸进行冷却外，还需要提高转子光洁度，应对转子表面进行抛光处理，或者弃用套装转子使用整锻转子，套装转子各套之间间隙增加摩擦面积。2017年9月光轴转子返厂进行了磨光，表面粗糙度达到3.2以上。

（2）低负荷时（100 MW）轴向位移1.03 mm，正常运行时为0.66 mm左右，供热抽汽量小，高压调速汽门进汽量小，机头方向的轴向推力小，加负荷至120 MW左右时，轴向位移逐渐趋于正常，为0.86 mm，负荷为140 MW时轴向位移0.94 mm。

（3）如热网首站加热器事故停运，供热抽汽主管道压力突升，安全门将超压动作，此时机组应及时减负荷，减小低压缸抽汽压力，防止汽轮机轴系承受反向作用力，损坏设备，安全门压力整定必须准确，低于哈汽厂设计低压缸防爆门动作压力，一旦超压造成低压缸防爆门损坏，必须停机处理，影响较大。为了防止发生较大损坏，#4机投入“供热抽汽压力高停机”保护，动作压力为0.21 MPa，有光字牌报警显示。“供热抽汽压力高停机”保护取点为中压22级与23级之间供热抽汽管道上部。

4 试验结果

国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院于2017 年 3 月 26 日对光轴改造进行了后期试验。试验结果表明：4 号机组光轴改造后，工况1（610 t/h 进汽时，最大抽汽工况），其最大抽汽量为 301.424 t/h，该工况试验热耗率为 5972.701 kJ/kWh;工况 2（320 t/h 进汽时，最大抽汽工况），其最大抽汽量为161.576 t/h，该工况试验热耗率为 6 187.849 kJ/kWh;工况 3（320t/h 进汽时，最大抽汽工况），其最小抽汽量为 120.495 t/h，该工况试验热耗率为 7 307.989 kJ/kWh; 610 t/h进汽时，最大抽汽工况高压缸试验效率为 79.89%，机组该运行状态下测算的反平衡试验发电煤耗为 232.09 g/kWh。汽轮机通流改造后额定工况627 t/h时热耗率为 8 108 kJ/kWh，从试验结果看热耗、煤耗明显降低。

5 结语

国家《全面實施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》要求，平均供电煤耗高于310 g/kW燃煤机组将陆续关停，许多高耗能、小容量、环保差的中小型燃煤火电机组将陆续退出运行，现役较大功率机组必须进行节能降耗和环保升级改造。

富拉尔基发电厂#4汽轮机改造后，低压转子采用转子和光轴互换，供热期使用光轴转子，减少机组冷源损失，非供热期使用低压转子，增加了劳动强度，但是提高了电厂的运行指标和经济效益。我们将在今后的运行维护中不断学习，尽快掌握改造后经济运行方式，提高机组运行的安全性和经济性。

参考文献

[1]田晓龙，张雷，卜心明.试论200 MW 机组汽轮机低压转子光轴供热改造[J].内蒙古教育（职教版），2016（10）：91-92.

[2]周博.200MW 超高压抽凝式汽轮机组高背压改造的可行性研究[J].机械工程师，2018（4）：133-135.