提高汽轮机热效率
——有效降低煤耗
目录： ? 1、概述
? 2、影响汽轮机热效率的因素 ? 3、目前现状 ? 4、案例 ? 5、案例分析
? 6、解决方法 ? 7、举措
一、概述：
“能源、环境、发展”是人类面临的三大主题。这三者中，能源的合理开发与利用直接影响到环境的保护和人类社会的可持续发展，因此“节能降耗和环保减排”备受各界关注。今年，人大十六届五中全会提出 “十一五”期间单位GDP能耗降低20%左右，火电供电标准煤耗每千瓦时355克，比“十五”期间下降每千瓦时15克的目标。
机组运行的稳定性、经济性以及各项指标的同行业领先性是电厂生存和发展的基础。近年，各大发电集团、电厂不约而同的将发电煤耗、供热煤耗等指标列入考核范围，为提高资源利用率、降低能耗水平，纷纷进行节能技改。
今年，公司响应国家“节能减排”的政策号召，从关注业主需求出发，主动提出降低机组煤耗指标。在2008年度公司行政工作报告中将“发电煤耗同现场领先”列为主要质量目标之一，提出“控制关键指标，狠抓薄弱环节，着力整顿混凝土、交机爆管、热效率低等质量问题，关注交机后机组连续运行时间和煤耗指标，实现机组内在质量和外观工艺的和谐统一，确保机组性能可靠、运行经济”，并将控制“机组整套启动试运期间的煤耗指标”作为关键指标纳入到各项目部的KPI中进行考核。
机组煤耗量取决于多方面，包括：煤质、锅炉效率、汽机热效率及热利用率等。 对于安装单位来说，机组煤耗的影响因素主要来源于以下几个方面：各加热设备本体的保温（汽机、锅炉等）、主机之间的传热管道保温（主蒸汽、再热蒸汽）、汽机侧系统热效率（汽轮机本体热效率和辅助系统热效率）。
我们主要研究的是：在机组的安装阶段，如何通过调整汽轮机通流部分间隙来提高汽轮机热效率，从而降低机组煤耗。
二、分析影响汽轮机热效率的因素：
（列表）
通过对上述23项因素的分析，总结出对汽轮机热效率影响的主要因素为： 1、汽缸通流部分间隙； 2、端部汽封径向间隙； 3、汽缸排汽温度、压力；
4、真空系统及本体范围内管道阀门内漏。
其中汽缸通流部分间隙和端部汽封径向间隙的调整和控制，在安装阶段是可以实现的。
目前汽轮机正向着大功率、高参数的方向发展，汽轮机的通流部分级数大都在35级以上，如果在安装过程中将每一级的通流部分间隙值都能合理的调整到尽可能靠近设计值，那么汽轮机整机效率的提高就相当明显了。
因此在安装阶段如何合理调整好汽缸通流部分的间隙，在保证机组运行稳定性和可靠性的同时，尽量接近设备安装图纸规定的设计值甚至是负偏差值，是我们今后工作的主要目标。
三、目前现状：
由于汽轮机通流部分各级的轴向间隙主要取决于制造厂的生产工艺水平，设备到现场只能进行复查而无法进行调整，因此通流部分间隙的调整主要指现场调整各级隔板汽封的径向间隙，即依据厂家提供的安装图纸中规定的径向间隙设计范围进行调整（电力建设施工及验收技术规范-汽轮机机组篇中有关汽封径向间隙测量调整的要求：左右侧汽封为0.60～0.70mm；上侧汽封为0.50～0.60mm；下侧稍大为0.80～0.90mm）。 现阶段，通流部分径向间隙测量调整普遍采取的方法：
? 上、下侧间隙为贴橡皮膏法测量：在转子的0°和180°方向上贴2层橡皮膏即
0.5mm厚，在90°和270°方向上贴3层橡皮膏即0.75mm厚，全实缸状态下盘动转子一周后检查。检验标准：2层橡皮膏处最外层应没有划痕，3层橡皮膏处最外层应划破或有较深划痕；
? 左右侧间隙使用通流间隙测量尺辅以塞尺或量块进行测量。 普遍存在的问题：
? 通流部分各级的上、下两侧汽封径向间隙测量不够精确，准确度存在着较大的弹
性；
? 为了保证汽轮机组启动的一次成功，通流部分间隙在调整时裕量偏大，一般都接
近允许范围的上限值甚至有超标的情况发生，造成机组通流部分实际间隙值大于设计值。
举例：
我公司在汽轮机通流部分间隙测量调整过程中的数据记录图： 低压缸汽封间隙记录图.dwg 中压缸汽封间隙记录图.dwg
图中数据：标记为红色的数据为设备图纸规定偏差范围，粉色数据为实际调整后在设计
负偏差范围内的数据，黑色加深数据为超标数据，蓝色加深数据为临界超标的数据。
通过上述数据可以看出，径向间隙实际测量值接近超标或已超标比例相当大，其中超标或为偏差上限值数据约占测量数据总量的20-30%，在设计正偏差范围内的数据占总数的70%以上，而在设计负偏差范围内的数据却寥寥无几。这说明我们在通流部分间隙调整过程中还有很多需要提高和改进的地方。
四、案例：
找到了安装阶段存在的造成汽轮机在运行中热效率不高的原因后，让我们从经济性上看看汽轮机热效率对电厂运营方面产生的影响。
经过调研，我们找到几个通过对汽缸通流部分进行技术改造产生明显效果的案例： 1、大唐耒阳发电厂#2机组对汽轮机通流间隙进行技术改造。改造前汽轮机通流部分间隙过大、汽封结构不合理，导致机组热效率不高，此次采用布莱登汽封技术，改进汽封结构，合理调整通流径向间隙和机组的高、中压合缸处轴封漏汽流量，大大提高了级效率。改造后汽机热耗率大幅降低，折算煤耗降低了10.4克/千瓦时；汽轮机高、中压缸效率比改造前均有较大的提升，高压缸效率提高3.81%，中压缸效率提高4.49%。
2、洛阳双源热电有限责任公司#2汽轮机在大修时测量汽缸通流部分间隙，修前间隙大部分超标，部分间隙甚至达到标准的两倍，还发现有部分弧块张口变形现象，还有个别汽封块卡涩无法退让造成磨损，大量汽封弹簧片失效，采用布莱登汽封技术进行改造。改造后高压内缸效率为81.58%，中压内缸效率为91.49%，汽机热耗值为8160 KJ/kwh，机组同比参数下增加发电功率10MW。
名词解释：
布莱登汽封，又叫可调式汽封，即随着机组启动运行工况的变化，汽封间隙是自动进行调整的，始终保持在最佳间隙状态，因此可以明显提高汽轮机在启动时的安全可靠性和机组运行的经济性。它取消了传统汽封背弧的弹簧片，在每圈汽封弧块端面加装了四只螺旋弹簧，汽封弧块进汽侧中心位置铣出一条槽，使上游蒸汽压力作用于汽封弧块背面，汽封弧块“开关”状态依靠弹簧力与蒸汽对汽封弧块的压力平衡。在启停机时，由于蒸汽流量小，在弹簧力的作用下，汽封弧块处于张开状态而远离转子，避免与转子碰磨；随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封背弧的蒸汽压力逐步增大，克服弹簧力时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行，此时最小间隙可达到0.25mm。
目前，国内有300余台汽轮机组采取此项技术进行改造，均得到较好的效果。 3、景德镇电厂#3机组（125MW）大修，对高压缸、中压缸及低压缸轴封、汽封间隙进行了精细的调整，间隙基本达设计值，高压缸、中压缸内效率分别平均上升1.066%、1.585%，热耗下降145.24kJ/kWh，修后热耗下降值占修前热耗的1.61%。
景德镇电厂125MW机组大修前后比较（性能试验）：
项 目 大修前高压缸内效率（%） 大修后高压缸内效率（%） 大修后高压缸内效率上升值（%） 大修后高压缸内效率平均上升值（%） 大修前中压缸内效率（%） 大修后中压缸内效率（%） 大修后中压缸内效率上升值（%） 大修后中压缸内效率平均上升值（%） 大修前参数修正后热耗值(kJ/kW.h) 大修前参数修正后热耗平均值 大修后参数修正后热耗值(kJ/kW.h) 大修后参数修正热耗下降值 大修后参数修正热耗平均下降值 修后热耗下降占修前热耗百分数(%) 汽轮机本体部分对机组经济性的影响： ⑴高压缸：
试 验 值 125定压 72.767 73.861 1.094 110定压 71.934 72.875 0.941 1.066 82.826 84.206 1.380 82.764 84.189 1.425 1.585 8906.79 9049.75 9020.49 8765.50 -141.29 8907.72 -142.03 -145.24 1.61 8952.52 -152.41 9104.93 82.141 84.090 1.949 100定压 70.742 71.904 1.162 在热力系统隔离状态、负荷为100%时，测得的高压缸效率为73.861%，虽然比修前缸效率高出1.094%，但仍低于设计值（79.20%）5.339%，按“等效热降”计算，高压缸效率每变化1%，影响热耗20.45kJ/kWh计算，由于高压缸效率低于设计值，使机组热耗增加109.18kJ/kWh。