两缸两排汽600MW超临界空冷汽轮机的结构特点及运行经济性分析

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1、内蒙古电力技术92MONGOLIAELECTKICPOWER2010年第28卷第S2期两缸两排汽600MW超临界空冷汽轮机的结构特点及运行经济性分析AnalysisonStructuralFeaturesandOperationEconomyofTwo-cylinderTwo——exhaust600MWSuper——criticalAirCooledSteamTurbine焦晓峰’，潘云珍，王凯(1．内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特010020；2．内蒙古电力勘测设计院。内蒙古呼和浩特010020)0引言l两缸两排汽汽轮机组结构特点超临界机组由于具有较高的循环热

2、效率和较低1．1本体及通流部分结构的热耗率，正在逐步取代亚临界机组而得到广泛使超临界600MW等级两缸两排汽机组与三缸四用，其中600MW等级超临界机组已经成为新建机排汽机组采用相同的高中压模块、主汽调节阀及中组的首选机型。为响应国家“十一五”规划，尽快实现压联合阀。以某汽轮机为例，整个通流部分共32级，节能减排目标，降低资源消耗，国内三大汽轮机厂相其中高压缸1+l1级，中压缸8级，低压缸2x6级。继研发出适合北方富煤缺水地区使用的超临界空冷调节级动叶片为三叉三联体叶片，低压末3级动叶汽轮机组。片为调频叶片，其余叶片为不调频叶片。调节级喷嘴目前600MW等级超临界空

3、冷汽轮机主要有单及动叶分别采用2193D和2179线型，并在喷嘴外轴、一次中间再热、三缸四排汽和两缸两排汽2种机壁采取子午面型线通道。高、中压缸及低压前4级全型．已投运或在建的机组大多采用三缸四排汽型式。部采用马刀型叶片，高、中压缸及低压缸动叶为自带影响机组结构的主要因素是低压缸的型式，而低压围带结构，低压次末级及末级动叶为整圈自锁阻尼缸的设计又受到排汽面积与平均背压的影响。通常型叶片。末级叶高为530～690mm时，低压缸采用四排汽结1．2轴系组成构：末级叶高为840～950mm时，低压缸采用两排汽汽轮机每根转子均设有2个径向支持轴承，整结构。随着汽轮机设计、制造

4、和材料技术的发展，两个轴系设1个推力轴承。高中压转子的l号、2号轴缸两排汽超临界空冷机组正在受到重视，并已在部承和低压转子的3号、4号轴承采用可倾瓦式。低压分电厂投入运行。缸轴承座为落地结构，彻底克服了空冷机组轴承标【收稿日期】2010—06—23【作者简介】焦1~(1978-)，男，山西省人，硕士，工程师，从事汽轮机相关试验工作。2010年第28卷第S2期内蒙古电力技术93高易随排汽温度变化的弱点。3两缸两排汽超临界空冷汽轮机组的应用l-3末级叶片特点情况与典型事故分析汽轮机叶片长期运行在极为复杂的环境条件下，承受着拉力、扭力和振动应力等组成的复杂应3．1应用情况

5、力。两缸两排汽超临界空冷汽轮机末级普遍采用凸国内目前投产的两缸两排汽超临界空冷机组应台式阻尼拉筋、整圈自锁扭叶片。整圈自锁叶片的叶用情况见表2所示，其中河北国华定洲发电有限责顶自带围带，在叶片中部带有凸台，叶片安装时，相任公司3号机组于2009～09—03通过168h试运，成邻叶片的围带(凸台)之间留有间隙。当汽轮机运行为世界首台投产的两缸两排汽、600MW等级超临时，叶片由于离心力的反扭作用使得相邻的围带(凸界空冷汽轮发电机组。台)发生接触，接触力随着转速增大而增大。最终在表2目前投产的两缸两排汽超临界空冷机组概况额定转速下使得整圈叶片形成连续耦合的系统，增大了系

6、统刚度，减少了调频阶数，降低了共振风险，提高了叶片振动安全性。超临界空冷汽轮机末级叶片的叶根主要采用圆弧枞树型叶根和又型叶根，可有效降低叶片重量和运行离心力。哈尔滨汽轮机厂生产的660MW等级两缸两排汽超临界空冷汽轮机3．2典型事故分析采用940mm空冷专用末级叶片。上海汽轮机厂生某厂两缸两排汽超临界空冷汽轮机试运过程产的600MW等级两缸两排汽超临界空冷汽轮机采中，定速后机组振动情况正常，电气开始做空负荷相用910mm末级叶片。关试验运行5h后，3号、4号瓦轴振动值逐渐增大至振动保护动作，停机时惰走时间明显缩短，盘车启2两缸两排汽机组与三缸四排汽机组的结动电流大幅

7、摆动。打开低压缸人孔检查，发现末级叶构对比片及围带磨损严重，见图l。两缸两排汽机组末级叶片排汽流量比三缸四排汽机组更大，叶片的应力、振动及气动特性等变化很大，更应重视末级叶片的可靠性。但由于两缸两排汽机组布置紧凑，整个轴系变短，机组稳定性增强，可减少因不均匀沉降、基础变形对轴承荷载和轴系对中造成的影响，对轴系振动情况极为有利。另外，两缸两排汽机组因减少了1个低压缸．可降低机组本图1汽轮机末级叶片磨损情况身及主厂房造价。2种机型的结构对比如表l。经分析认为，末几级叶片磨损是由于排汽导流表12种机型的结构对比。环与末级叶片设计间隙(8．13mm)过小所致。特别是-两