淺析發電廠的汽輪機增容改造技術

孟祥英

【摘要】由于我國現階段的一次能源供給等原因，我國在近段時間或者說未來的幾十年內的一火力發電為主的電力結構將仍舊需要依靠燃煤來解決。想要應對當前因此產生的能源和環境問題就必須從提高現有火電機組的效率著手，對汽輪機進行增容改造，從而達到節能減排的目的。

【關鍵詞】發電廠；汽輪機；增容改造；節能；技術

電力作為滿足人們日常生活和社會發展必不可缺少的因素，為社會經濟的穩定持續發展提供了保障。但是它的缺點在于使用的是大量的不可再生類化石燃料，除了利用率低以外，煤炭燃燒后會排放出大量的有害物質比如粉塵、氮氧化物、重金屬物質和二氧化碳、二氧化硫等物質，這不僅消耗了很多寶貴的能源，對于環境也造成了很大的污染。雖然現在國家已經對火力發電項目進行了管控，不斷的減少火力發電項目，但是基于我國的能源結構特點，在當前階段，我國仍處于以煤炭等化石燃料為主的火力發電的整體格局。針對此種情況，我們必須從發電廠本身入手，對內部結構不斷改造完善，不斷提高發電效率，降低污染物的排放量和對化石能源的不斷消耗，盡可能的做到節能減排。

1、發電廠的主要經濟要素

影響發電廠發電機組的主機、輔助系統的經濟技術指針有很多，每一項指標對應著不同設備或者操作系統的性能好壞，對發電機組進行改造，就是讓各項設備的節能潛力得到最大化的發揮，使各項指標參數趨于最優解，以這樣的方式來提高發電廠的發電效率。

2、對汽輪機進行增容改造技術的原因和意義

經過長時間使用的已裝機的發電機組慢慢進入了老化期的狀態，這時為了維持機器的正常運行就必須對機器進行增容改造；另一方面，隨著電力市場的不斷增長與變化，對發電機組增容改造的需求越來越多，相關企業也想要通過改造發電設備來降低企業的生產成本，提高企業的發電效率，不斷提高企業自身的市場競爭力，從而獲得企業的可持續性發展。

據有關資料顯示，世界上大多數對發電機進行過增容改造的的發電機組的主要部件的壽命有很大的區別。有超過一半的改造者是計劃按預期壽命對發電機組進行增容改造的，在實施改造的過程中，我們會發現實際所采取的措施和理論上應該采取的措施可能會有所不同。壽命期間費用最低和可靠性以及可用性最高者等因素對改造者來說是會得到最優先的考慮。大部分的企業都更加愿意對現有的發電機組進行增容改造，而不是采購一臺的新的發電機組，因為他們發現老發電機組經過增容改造以后和新的發電機組在可靠性和可用性上具有相同的作用，且比采購一臺新的發電機組更節省成本，更能提高經濟效益。

3、對汽輪機增容改造技術的探究

3.1對汽輪機進行改造的主要原則

對任何一樣設備的改造都需要資金的支持，同樣，對汽輪機進行增容改造更需要較大的資金投入。因此，我們要盡量使用原有的機器設備，盡量控制工程的改造任務量，在保證改造效果的基礎上將改造成降到最低。還有值得注意的是汽輪機的改造要保證現有的熱力系統不發生改變，對汽輪機和發電機的連接位置也要保持與原始狀態一致，對改造后的汽輪機要確保其運行的可靠性和靈活性與適應性，能夠對機組的可用率得到有效的提高。

3.2對汽輪機進行增容改造的主要技術措施

汽輪機生產的工藝也在隨著機械及自動化的發展越來越進步，處于使用中的小機組的設計工藝和自動化的程度與現行的較為大型的汽輪機有很大的差距，首先過去的結構較為陳舊，對真實的應力狀況不能恰當的反映出來，過去所采用的葉型在性能上無法與現在使用的葉型相比，再者，過去的小機組汽輪機在加工制造精度和熱控水平上的綜合水平與現在的機組相比都比較低。

在已有的改造案例中，有將高中壓合缸改為單層缸的高中壓合缸的，通過這種改造方法，使得高壓缸、中壓缸和低壓缸的設計效率得到了提升，修正熱耗較改造之前有了較大范圍的提高，甚至可以與國內的先進水平相比擬。有的是采用三維氣動熱力設計體系，運用增加汽封齒數、合理增加動靜部分間隙等新型技術手段應用于汽輪機的通流部分，并與先進水平的制造工藝和產品質量相配合，對改造后機組的安全性加以提高，將流動損失減少，從而提高機組的效率，使其性能能夠跟上當代較為先進的水平位置。

3.3對汽輪機通流部分進行增容改造的施工設計

以EC-301T汽輪機的增容改造為例，在保證通流部分安裝間隙，對轉子和冷凝器不做改動的情況下，將汽輪機增容15%的額定功率。

3.3.1對熱力進行設計

所謂增加功率即是增大通流面積。有兩種方法可以實施，首先是在所能允許的動葉超高限定范圍內，適當增加靜葉的高度；其次是在進氣隔板中增大部分進氣度，對全周進氣的隔板對靜葉的出口角度進行適當的增大。由于流量和葉片出口角的增大，軸向推力也在變大。在設計中通過對機內反動度進行調整和對靜葉葉跟反動度進行控制，可以有效減少軸向推力的增加量，保證負荷在正常范圍之內。

3.3.2對強度和結構的設計

原始狀態的設計隔板是帶有內外圍帶的焊接隔板，改造后的機組第一級噴嘴室和第三級調節抽氣隔板采用的是20CrMoV耐高溫鑄鋼材料，第二、四、五、六、七級的隔板均采用15CrMoA鑄件，第一級噴嘴均采用Cr11MoV耐熱不銹鋼材，與改造之前相比較，即是在整鍛板體上的進氣測端面上銑制出加強筋和進汽道，讓靜葉片直接鑲裝在出汽側的槽道內再與板體焊牢，這樣就會使得隔板的結構廣度得以提高。另外，在通流部分的軸向間隙許可下，適當的增加隔板的厚度，讓改造后的隔板靜撓度和工作盈利均小于原機組的設計數值。經過熱力設計以后，對汽輪機進行全面的強度檢測，改造后的汽輪機在強度和振動方面都在安全范圍以內。

4、對汽輪機經濟性改造后的要求

對于改造后的汽輪機的要求首先是經濟性，每個企業考慮到對原有機器進行改造而不是采購一臺新機器的原因就是因為對機器進行改造的經濟性大于改造成本且能夠大大的縮小與國際水平的差距。第二，進過改造后的機器可以較為快速的啟動并且有較高的調峰能力。改造后的汽輪機在啟動和停止上有更為敏感的能力，這在很大程度上大大延長了機組的使用壽命，對機組原本存在的問題進行了消除，有效的降低了被迫停機率，對機組的年連續運行小時數有了很大的保障。最后由于減少了燃煤等化石燃料的消耗，降低了對能源的使用量，減少了污染物的排放量，進而減少了對環境的污染。

由于我國國情的限制，現階段對現有的較為落后的設備進行技術改造和不斷完善是經濟性和效益性較為顯著的最佳途徑，因為我們不可能將那些落后的機組進行全部的丟棄與淘汰，全部建設成現代的具有大容量和高參數的機組，這對于現階段社會經濟的發展是不相符的，在對發電廠汽輪機改造的過程中，我們要注意的是不能對以前的經驗進行完全的抄襲與照搬，對于好的經驗我們可以借鑒，對于那些不適合的我們要及時修改，并不斷對新技術進行探索創新，我們要根據當前機組的實際情況，對機組的可利用價值進行深入的分析和全面的檢查，確認其是否還有進行改造的價值；若沒有再進行改造的價值，就果斷更新，避免浪費過多的人力、物力、財力且得不到好的效果。對于仍具備改造價值的機組，我們就要根據現實情況，通過技術的分析，運用最佳的技術手段，確保改造后機組的可靠性和安全性，從而取得經濟效益的最大化。

結語

隨著我國對電力工業的深入改革，發電型企業現在已經形成了獨立的法人實體結構，企業的盈利與虧損全靠企業自身的能力，這對于各大電力企業來說是一個不小的挑戰，這就要求每一個獨立發電的企業若想要在電力市場上分得屬于自己的一杯羹，就必須盡快樹立市場競爭意識，及時關注電力行業發展的動態和方向，不斷優化產業設備，努力提升企業的發電效率，對內加強管理，盡可能的節約生產成本，對老的發電機進行增容改造就是以比較低的成本獲取利益最大化的重要方法。并不斷提高自身競爭力，適應社會發展的需要。

我國經濟的發展的能源需求主要依托于電力，而很多地區的電力生產建設還不到位，不能及時有效的供電，不可再生能源的消耗也在一定程度上阻礙了國家經濟的進一步發展，國家實行的拉閘限電雖然有一定的緩解，通過跨區域送電解決了一部分難題。但是由于煤價與電價的調整不同步必將對電力企業造成一定的經營壓力，政府工作報告中也提出燃煤機組310煤耗是對機組效能的基本要求，環境保護壓力也迫使發電企業要通過各種手段挖潛增效節能減排。所以，現階段，我們要努力提高現有機組的發電能力，通過增容改造這個重要手段，提升機組效率、經濟性，解決節能減排問題。

參考文獻

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