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摘 要 烟台电厂2号汽轮机原为凝汽式，2001年进行节能供热改造并投产，2002年1～2月经热力性能考核测试，各项性能指标达到改造后的保证值，具备带额定抽汽和最大抽汽热负荷的能力，成为国内首台应用全三维理论，抽汽供热、高压抗燃油纯电调等先进技术进行综合改造的成功范例。
关键词 冷凝机 技术改造 热电联产
1 前言
1995年5月，《国务院办公厅转发国家经贸委关于关停小火电机组有关问题意见的通知》国办发［1999］44号文件正式下发，文件要求，单机容量50MW以下(含50MW)的高压常规燃煤、燃油机组，2003年底前基本关停。2000年8月，国家计委、经贸委、建设部、环保总局四部委联合下发急计基础［2000］1268号文，作出《关于发展热电联产的规定》，规定中指出“热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力等综合效益。热电厂的建设是调节治理大气污染和提高能源利用率的重要措施，是集中供热的重要组成部分，是提高人民生活质量的公益性基础设施。”
山东烟台电厂是一家具有四十多年历史的老厂，装机容量300MW。考虑到国家有关政策和具有较大稳定热负荷的需要，决定对2号50MW纯凝汽轮机进行节能和供热抽汽改造。2001年签订技术改造合同，由北京全三维动力工程有限公司负责热力计算，武汉汽轮发电机厂负责结构设计、设备制造及安装，2001年底投产，2002年1月委托山东电力研究院对改造后的汽轮机进行热力性能考核试验。
试验表明，纯凝工况电功率为50MW时，热耗率为9158.53kJ/(kW·h)，汽耗率为3.5998kg/(kW·h)，热耗率和汽耗率比原机组降低5.22%和4.26%。在抽汽工况下，机组具备额定抽汽和最大抽汽热负荷能力。
2 技术改造主要内容和关键技术
2.1 主要改造内容
将纯冷凝汽轮机改造为抽汽凝汽式汽轮机：将汽机喷嘴组，全部隔板、隔板套及叶轮、叶片、前、中缸、转子更新，增加旋转隔板及其调整机构，调节保安系统作相应改造，前汽缸更换为高窄法兰结构，取消原法兰加热装置。为节约经费，减少技改工作量，保留原机组后缸、前轴承座。对回热系统进行校核计算和相应改造，以保证最大抽汽工况下给水除氧合格。
将调速系统改为高压抗燃油纯电调方式，提高机组的灵敏度和电厂的自动化程度。
2.2 采用关键技术
按全三维技术进行通流部分设计，保证子午面通流光顺，调节级采用子午面收缩静叶栅，压力级隔板静叶采用“后加载”新叶型，高压部分隔板采用新型的分流静叶栅，低压部分末级采用弯扭静叶片；所有动叶均采用新型动力叶型，末级根部采用高反动度设计，动叶自带围带整圈联接；合理调整动静叶间隙。
旋转隔板及调节阀优化设计。
增加汽封齿数，减少轴封漏汽。
改液压调节为高压抗燃油纯电调，为电厂实行DCS管理创造条件。
3 性能考核试验
3.1 机组改造后的技术规范
额定工况参数：
主蒸汽压力：8.826MPa；主蒸汽温度：535℃；主蒸汽流量：182t/h；给水温度：219.8℃；发电机功率：50334.1kW；计算汽耗：3.616kg/(kW·h)；计算热耗：9190kJ/(kW·h)；最大抽汽量：100t/h，抽汽压力：0.98MPa；抽汽温度：265.75℃；汽缸效率：84.41%。
主要性能指标：
改造后在额定参数、设计热力系统下，纯凝50MW工况下的热耗保证值不大于9190kJ/(kW·h)；
额定抽汽工况时的汽缸效率≥85%，纯凝50MW工况时的汽缸效率≥84%。
3.2 试验情况及结果
由山东电力研究院对改造后的烟台电厂2号汽轮机进行热力性能考核试验。试验准备工作从2001年7月开始。2001年7月确定考核试验测点清单和所需加测点及要求；2001年12月对所装测点进行检查和确认；2001年12月2号机完成改造并投入运行。2002年1月8日至2月2日完成机组的热力性能考核试验。
试验标准采用美国机械工程师协会新ANSI/ASME PTC6-1996《汽轮机性能试验规程》。试验仪表及精度按ANSI/ASME PTC6-1996标准中规定的相关内容执行。水和水蒸汽性质表采用国际公式化委员会1967年工业用IFC方式。纯凝汽工况考核试验，采用三阀点作为试验的基准。主要进行以下工况试验：三阀点纯凝汽工况，额定抽汽工况，最大进汽、最大抽汽工况。
试验结果表明：2号机通流部分改造后，三阀全开凝汽工况下，电功率为50169.38kW，热耗率为9158.53kJ(kW·h)，汽耗率为3.5998kJ(kW·h)；汽机效率为84.867%，其热耗率、电功率和缸效率均达到改造后的保证值。机组的热耗率和汽耗率比改造前分别降低5.22%和4.26%。抽汽工况下在4号调门开度40.17%，旋转隔板开度39.6%时，机组供热抽汽量为98495.95kg/h，此时汽机调节级后压力在限定值以下，机组推力、推力瓦温、轴向位移安全指标都在限定范围内，说明机组具备带额定抽汽和最大抽汽热负荷的能力。
4 结论
烟台电厂2号凝汽式汽轮机，应用全三维技术、高压抗燃油纯电调等先进技术进行综合技术改造成为供热抽汽机组，经实践运行和性能考核测试，各项性能指标和抽汽能力达到了设计要求，机组汽耗率和热耗率分别比改造前降低5.22%和4.26%，达到世界先进水平，对节约能源改善环境具有重要意义。
据初步统计，我国已累计生产50MW冷凝式汽轮机200余台，1000多万千瓦。烟台2号机的改造成功，为落实国务院［1999］44号文和四部委［2000］1268号文件精神，改造现有冷凝机组发展热电联产，做出了有益的探索。
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