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汽轮机通流部分改造[摘要]汽轮机是用于发电的主要设备之一。随着我国科学技术的不断提升我国对于汽轮机的改造也在逐渐提升。汽轮机通流部分是工质在汽轮机本体中流动做功所经过的汽轮机部件的总称。对于这部分的改造有利于机组效率的提升对与节能降耗是一个重要手段。本文简述了汽轮机通流部分改造的必然性之后对改造采用的技术特点、改造内容、效果做了探讨以期为汽轮机的改造提供一定的借鉴。[关键词]汽轮机；通流部分；改造；技术；内容中图分类号：TK263文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）13-0280-01为了加快实现我国能源的可持续发展满足战略要求近年来我国节能降耗的政策不断在各行中推行。火力发电厂作为能源消耗的一个重要部门必须重视将节能降耗和发展紧密结合实现电厂的可持续发展。汽轮机是燃煤发电三大主机设备之一目前在役300MW等级的汽轮机多存在通流效率低、热耗率高等问题这也是电厂煤耗偏高的一个重要原因。经过长期运行机组实际供电煤耗率已远超过设计值。20世纪90年代以来以全三维气动热力设计体系为核心的第三代技术使汽轮机效率提高了1.5%[1]。21世纪初汽轮机设计开始进入第四代――非定常流体力学设计时代使得结构设计更加可靠、简约汽轮机效率又得到进一步提高。在此基础上一些先进国家开始在原有热力系统基础上引入第三、四代技术对汽轮机进行改造以提高现役机组的出力和经济可靠性。我国大型火电机组改造起步于1987年此后全国125MW、200MW以及300MW机组开始有计划、有步骤、有规模地实施在役旧机组通流部分改造以增加出力、降低电厂煤耗。一、汽轮机通流部分改造的必要性由于国产200MW及300MW汽轮机组设计年代早限于当时设计技术水平和制造条件加之运行时间长主设备严重老化热力系统过于复杂的通病所以汽轮机通流部分效率较低热耗、煤耗高机组热力性能较差与现代大型汽轮发电机组相比缺少竞争力。因此为了提高汽轮机通流部分效率、增加功率及降低煤耗提高机组运行可靠性增强机组在行业中的竞争力应用现代科学技术和先进设计方法改造老机组是势在必行之举措。二、汽轮机通流部分改造采用的主要技术特点2.1弯扭联合全三维成型叶片技术弯扭联合成型叶片俗称马刀型叶片是第三代汽轮机先进技术的集中体现。世界各国的大量理论与实践都证明采用这一技术可使汽轮机级的效率提高1.5%-2%[2]。这种叶片在根、顶区不同方向弯曲在叶道内沿径向形成“C”型压力分布。边界层内压力两端高中间低（C型）二次流由两侧向中间流动并汇入主流从而使两端边界层减薄减小了端部二次流损失。国内制造厂家已通过计算分析与实验研究已开发出不同长度的弯扭叶片系列这些叶片已在100MW、200MW、300MW、600MW汽轮机通流部分广泛采用。国内外的大量理论和实验研究以及实际应用效果均表明采用弯扭联合成型动静叶栅可以比直叶片的损失降低25%以上从而大幅提高汽轮机的级效率。2.2自带围带设计技术传统动叶片顶部的围带是采用铆接方式而新设计的动叶顶部围带则与叶片成为一个整体并通过不同方式如预扭装配、焊接或在围带部分采用特殊结构使动叶片形成整圈联接。这种结构的动叶片振动应力小不存在铆接造成的应力集中运行十分安全可靠。自带围带优点如下：1）高、中压部分动叶采用内斜外平的自带围带可以形成光滑的通道子午面减少汽流的流动损失。2）自带围带外缘是平的叶顶汽封齿数可增多至4片以上可以减少叶顶漏汽损失20%提高了级效率在高压部分动叶围带漏汽损失较大所以采用自带围带效果较好。2.3防水蚀技术通过采用弯扭静叶片等多项措施可将设计工况下末级根部反动度提高到25%以上末级气动性能大为改善特别是防止了在低负荷时末级根部通常容易出现的脱流和倒流以及由此带来的动叶根部出汽边水蚀现象大大提高了低压缸运行安全可靠性增强了机组调峰运行能力。2.4光滑的通道子午面设计技术原机组的中压部分叶片顶部采用铆接围带所以汽流的通道子午面呈阶梯状级间流动损失较大。动叶采用内斜外平的自带围带后隔板顶部子午面也采用斜通道形成了光滑的通道子午面可以大大降低级间损失缸效率提高1%左右。2.5全三维弯扭静叶栅技术第2～15级隔板静叶片全部采用新开发的高效后加载叶型高压缸第8一15级静叶栅采用全三维弯扭静叶栅低压静叶片全部采用最新开发的弯扭静叶[3]。2.6采用焊接钢隔板技术新设计隔板全部采用焊接钢隔板。焊接钢隔板材质好、叶栅部分加工精度高能保证静叶栅达到设计气动热力性能并可延长隔板使用寿命。2.7弯曲叶片设计技术主要采用全三维粘性流设计