浅析发电厂的汽轮机增容改造技术

【摘要】由于我国现阶段的一次能源供给等原因，我国在近段时间或者说未来的几十年内的一火力发电为主的电力结构将仍旧需要依靠燃煤来解决。想要应对当前因此产生的能源和环境问题就必须从提高现有火电机组的效率着手，对汽轮机进行增容改造，从而达到节能减排的目的。

【关键词】发电厂；汽轮机；增容改造；节能；技术

电力作为满足人们日常生活和社会发展必不可缺少的因素，为社会经济的稳定持续发展提供了保障。但是它的缺点在于使用的是大量的不可再生类化石燃料，除了利用率低以外，煤炭燃烧后会排放出大量的有害物质比如粉尘、氮氧化物、重金属物质和二氧化碳、二氧化硫等物质，这不仅消耗了很多宝贵的能源，对于环境也造成了很大的污染。虽然现在国家已经对火力发电项目进行了管控，不断的减少火力发电项目，但是基于我国的能源结构特点，在当前阶段，我国仍处于以煤炭等化石燃料为主的火力发电的整体格局。针对此种情况，我们必须从发电厂本身入手，对内部结构不断改造完善，不断提高发电效率，降低污染物的排放量和对化石能源的不断消耗，尽可能的做到节能减排。

1、发电厂的主要经济要素

影响发电厂发电机组的主机、辅助系统的经济技术指针有很多，每一项指标对应着不同设备或者操作系统的性能好坏，对发电机组进行改造，就是让各项设备的节能潜力得到最大化的发挥，使各项指标参数趋于最优解，以这样的方式来提高发电厂的发电效率。

2、对汽轮机进行增容改造技术的原因和意义

经过长时间使用的已装机的发电机组慢慢进入了老化期的状态，这时为了维持机器的正常运行就必须对机器进行增容改造；另一方面，随着电力市场的不断增长与变化，对发电机组增容改造的需求越来越多，相关企业也想要通过改造发电设备来降低企业的生产成本，提高企业的发电效率，不断提高企业自身的市场竞争力，从而获得企业的可持续性发展。

据有关资料显示，世界上大多数对发电机进行过增容改造的的发电机组的主要部件的寿命有很大的区别。有超过一半的改造者是计划按预期寿命对发电机组进行增容改造的，在实施改造的过程中，我们会发现实际所采取的措施和理论上应该采取的措施可能会有所不同。寿命期间费用最低和可靠性以及可用性最高者等因素对改造者来说是会得到最优先的考虑。大部分的企业都更加愿意对现有的发电机组进行增容改造，而不是采购一台的新的发电机组，因为他们发现老发电机组经过增容改造以后和新的发电机组在可靠性和可用性上具有相同的作用，且比采购一台新的发电机组更节省成本，更能提高经济效益。

3、对汽轮机增容改造技术的探究

3.1对汽轮机进行改造的主要原则

对任何一样设备的改造都需要资金的支持，同样，对汽轮机进行增容改造更需要较大的资金投入。因此，我们要尽量使用原有的机器设备，尽量控制工程的改造任务量，在保证改造效果的基础上将改造成降到最低。还有值得注意的是汽轮机的改造要保证现有的热力系统不发生改变，对汽轮机和发电机的连接位置也要保持与原始状态一致，对改造后的汽轮机要确保其运行的可靠性和灵活性与适应性，能够对机组的可用率得到有效的提高。

3.2对汽轮机进行增容改造的主要技术措施

汽轮机生产的工艺也在随着机械及自动化的发展越来越进步，处于使用中的小机组的设计工艺和自动化的程度与现行的较为大型的汽轮机有很大的差距，首先过去的结构较为陈旧，对真实的应力状况不能恰当的反映出来，过去所采用的叶型在性能上无法与现在使用的叶型相比，再者，过去的小机组汽轮机在加工制造精度和热控水平上的综合水平与现在的机组相比都比较低。

在已有的改造案例中，有将高中压合缸改为单层缸的高中压合缸的，通过这种改造方法，使得高压缸、中压缸和低压缸的设计效率得到了提升，修正热耗较改造之前有了较大范围的提高，甚至可以与国内的先进水平相比拟。有的是采用三维气动热力设计体系，运用增加汽封齿数、合理增加动静部分间隙等新型技术手段应用于汽轮机的通流部分，并与先进水平的制造工艺和产品质量相配合，对改造后机组的安全性加以提高，将流动损失减少，从而提高机组的效率，使其性能能够跟上当代较为先进的水平位置。

3.3对汽轮机通流部分进行增容改造的施工设计

以EC-301T汽轮机的增容改造为例，在保证通流部分安装间隙，对转子和冷凝器不做改动的情况下，将汽轮机增容15%的额定功率。

3.3.1对热力进行设计

所谓增加功率即是增大通流面积。有两种方法可以实施，首先是在所能允许的动叶超高限定范围内，适当增加静叶的高度；其次是在进气隔板中增大部分进气度，对全周进气的隔板对静叶的出口角度进行适当的增大。由于流量和叶片出口角的增大，轴向推力也在变大。在设计中通过对机内反动度进行调整和对静叶叶跟反动度进行控制，可以有效减少轴向推力的增加量，保证负荷在正常范围之内。

3.3.2对强度和结构的设计

原始状态的设计隔板是带有内带的焊接隔板，改造后的机组第一级喷嘴室和第三级调节抽气隔板采用的是20CrMoV耐高温铸钢材料，第二、四、五、六、七级的隔板均采用15CrMoA铸件，第一级喷嘴均采用Cr11MoV耐热不锈钢材，与改造之前相比较，即是在整锻板体上的进气测端面上铣制出加强筋和进汽道，让静叶片直接镶装在出汽侧的槽道内再与板体焊牢，这样就会使得隔板的结构广度得以提高。另外，在通流部分的轴向间隙许可下，适当的增加隔板的厚度，让改造后的隔板静挠度和工作盈利均小于原机组的设计数值。经过热力设计以后，对汽轮机进行全面的强度检测，改造后的汽轮机在强度和振动方面都在安全范围以内。

4、对汽轮机经济性改造后的要求

对于改造后的汽轮机的要求首先是经济性，每个企业考虑到对原有机器进行改造而不是采购一台新机器的原因就是因为对机器进行改造的经济性大于改造成本且能够大大的缩小与国际水平的差距。第二，进过改造后的机器可以较为快速的启动并且有较高的调峰能力。改造后的汽轮机在启动和停止上有更为敏感的能力，这在很大程度上大大延长了机组的使用寿命，对机组原本存在的问题进行了消除，有效的降低了被迫停机率，对机组的年连续运行小时数有了很大的保障。最后由于减少了燃煤等化石燃料的消耗，降低了对能源的使用量，减少了污染物的排放量，进而减少了对环境的污染。

由于我国国情的限制，现阶段对现有的较为落后的设备进行技术改造和不断完善是经济性和效益性较为显著的最佳途径，因为我们不可能将那些落后的机组进行全部的丢弃与淘汰，全部建设成现代的具有大容量和高参数的机组，这对于现阶段社会经济的发展是不相符的，在对发电厂汽轮机改造的过程中，我们要注意的是不能对以前的经验进行完全的抄袭与照搬，对于好的经验我们可以借鉴，对于那些不适合的我们要及时修改，并不断对新技术进行探索创新，我们要根据当前机组的实际情况，对机组的可利用价值进行深入的分析和全面的检查，确认其是否还有进行改造的价值；若没有再进行改造的价值，就果断更新，避免浪费过多的人力、物力、财力且得不到好的效果。对于仍具备改造价值的机组，我们就要根据现实情况，通过技术的分析，运用最佳的技术手段，确保改造后机组的可靠性和安全性，从而取得经济效益的最大化。

结语

随着我国对电力工业的深入改革，发电型企业现在已经形成了独立的法人实体结构，企业的盈利与亏损全靠企业自身的能力，这对于各大电力企业来说是一个不小的挑战，这就要求每一个独立发电的企业若想要在电力市场上分得属于自己的一杯羹，就必须尽快树立市场竞争意识，及时关注电力行业发展的动态和方向，不断优化产业设备，努力提升企业的发电效率，对内加强管理，尽可能的节约生产成本，对老的发电机进行增容改造就是以比较低的成本获取利益最大化的重要方法。并不断提高自身竞争力，适应社会发展的需要。

我国经济的发展的能源需求主要依托于电力，而很多地区的电力生产建设还不到位，不能及时有效的供电，不可再生能源的消耗也在一定程度上阻碍了国家经济的进一步发展，国家实行的拉闸限电虽然有一定的缓解，通过跨区域送电解决了一部分难题。但是由于煤价与电价的调整不同步必将对电力企业造成一定的经营压力，政府工作报告中也提出燃煤机组310煤耗是对机组效能的基本要求，环境保护压力也迫使发电企业要通过各种手段挖潜增效节能减排。所以，现阶段，我们要努力提高现有机组的发电能力，通过增容改造这个重要手段，提升机组效率、经济性，解决节能减排问题。

参考文献

[1]杨利民，李爱华.汽轮机节能和增容改造的可行性分析[J].中国电业（技术版），2013，01：30-32.

[2]李英.基于工程实践的汽轮发电机组增容改造的研究[D].华北电力大学（河北），2004.