吴云松
摘 要：随着社会生产力的不断提高，我国发电厂逐渐向高参数、高容量机组发展，结合现代工艺的进步，我国电厂目前主要通过600MW机组代替300MW机组，实施“以大压小”工程。本文首先介绍600MW机组超临界汽轮机和300MW机组亚临界汽轮机的特点，然后重点比较600MW机组与300MW机组在汽轮机运行方面的异同点，以便后续工作的顺利开展。
关键词：300MW 600MW 机组 汽轮机运行 异同点
中图分类号：TK267 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0021-02
从20世纪开始，汽轮机就以提高自身功率、增加蒸汽参数、充分发挥原材料性能、改进制造工艺为发展主线，其自动化水平不断提高。在这一过程中，汽轮机发展遵循“四性”原则，兼顾经济性与安全性、灵活性和可靠性，运行效率大幅提高。目前，世界上多数国家在进行火力发电时会采用大容量机组，同时借助超临界技术来提高汽轮发电机组的经济性。超临界机组的主蒸汽参数和再蒸汽参数较高，应用新型材料耐受高温，在进行发电时能够将效率提高2%～2.5%，超超临界机组则能将发电效率再提高1.2%，从而减少煤炭资源耗费。
1 不同汽轮机的特点
1.1 哈尔滨汽轮机厂CLN600-24.2/566/566型汽轮机
本型号的汽轮机具有高度安全性和可靠性，同时超临界技术的应用提高了单机发电容量，提高了机组发电经济性，节能环保。此款其轮机采用世界顶尖技术，为四排汽反动式汽轮机，三缸、单轴、一次中间再热。另外，该汽轮机的调峰性能较好，不仅能够承担中型电网的基本负荷，对大型电网的调峰负荷也能承担。
就该汽轮机所应用的技术而言，其低压缸积木块采用哈尔滨汽轮机厂自主研发的亚临界600MW汽轮机技术，结合三菱公司的1029mm末级叶片，共同改进设计；高中压合缸则主要应用三菱公司的先进技术。具体来看，该汽轮机符合当代汽轮机技术的改进趋势：（1）其叶片体系为全三维设计，静、动叶片应用最新的“后加载”叶型，结构能够扭曲或弯扭，提高了运行效率；三菱公司的末级叶片则采用前斥结构，大大改善了叶栅的气动性能。（2）汽轮机运行时经常会出现级间漏汽的情况，为解决这一问题，本汽轮机改进高中压动叶密封方式，采用叶顶密封式弹性汽封，低压动叶采用末级汽封结构。
1.2 东方汽轮机有限公司N600-24.2/566/566型汽轮机
东汽的汽轮机与日立公司具有相同的设计体系，主要采用冲动式技术进行通流优化和汽缸优化，主要有以下几个特点：（1）排汽缸为扩压式，有效降低汽缸工作压力。（2）叶型设计高效，高中压动叶和低压静叶采用高负荷叶型，低压动叶采用积木块，高中压静叶则利用后加载层流叶型。（3）动叶和喷嘴设计独特，其平均反动度从叶根到页顶逐渐提高，由高压级过度到低压级，提高发电效率和可靠性，降低故障率。（4）高温动叶材料和高压汽缸材料耐热性能较高。
1.3 上海汽轮机有限公司N300-16.7/538/538型汽轮机
上海汽轮机有限公司由上海汽轮机厂和德国西门子公司共同创建，技术先进，汽轮机多采用新型结构。我厂300MW机组亚临界汽轮机采用由上汽公司引进生产的N300-16.7/538/538型抽汽凝汽式汽轮机，其主要特点为双缸、双排汽、单轴、一次中间再热。该汽轮机同样采用高中压合缸的方式，高压缸为混合式，包括冲动式和反动式，含有1个冲动级和11个反动级，其中冲动级为第一级；低压缸则采用双流程，共14级。
2 600MW机组汽轮机运行与300MW机组的比较
2.1 汽缸结构
2.1.1 高中压合缸
600MW机组汽轮机的高中压汽缸采用合缸结构，在通流部分进行反向布置，哈尔滨汽轮机厂的600MW超临界汽轮机为四排汽式反动式汽轮机，其高压部分共有10个级，由9个反动式高压级和一个冲动式调节级组成；中压部分比高压部分少4级，由11级至16级6个反动式中压级组成。东方汽轮机厂的600MW超临界汽轮机主要采用冲动式技术，高压部分共有8个级，包括7个冲动式高压级和一个冲动式调节级；中压部分同样有6个级，由9级至14级冲动式中压级组成；上汽的300MW汽轮机组结合反动式和冲动式技术，高压部分共有12级，包括11个反动式高压级和一个冲动式调节级，中压部分由13级至20级的反动式中压级组成。
2.1.2 低压缸喷水系统
低压缸喷水系统根据转子速度不同和排汽缸温度的变化进行自动调节，哈汽600MW超临界汽轮机的低压缸喷水系统自动开启的临界点为转子速度到达600转/min，此时机组能够运行15%的额定负荷，另外，凝结水泵在汽缸温度达到70℃时也会自动向喷水系统供水；上汽300MW亚临界汽轮机的低压缸采用双流程反动式系统，喷水系统启动的临界点为转子速度到达600转/min，同样运行约15%的额定负荷，然后检验连通管内气压，自动回撤喷水系统。
2.2 滑销系统
汽轮机不同状态下的温度不同，汽缸收缩性也不同，滑销系统是保障汽缸自由膨胀时的应力及振动，滑销系统的关键在于汽轮机和发电机静止部件膨胀的绝对死点，汽轮机的绝对死点处于1号低压缸的中心位置，发电机的绝对死点则处在发电机中心，都是由预埋的两块横销和两块纵销共同限制中心移动。
2.3 转子
与300MW机组相比，600MW机组多采用整体锻件，有些也通过焊接技术将若干部件锻造成大型转子，高中压转子锻造的部件更为精细，在运行时承受的应力相对较小，能够保障各组件运行可靠性，将叶轮和轴整合在一起，避免高温下产生松动。低压转子有2×7个压力级，能够形成对向分流式结构。
2.4 轴封系统
为了改善级间漏气的情况，600MW超临界机组一般采用自密封体系，在轴封系统中，高中压合缸与低压加热器通过腔室相连，在机组临界运行时，“X”腔室与低压缸之间的平衡通过供汽实现，“X”腔室承担的压力可以略高于轴封系统的供汽联箱压力。高中压叶片顶部装有围带汽封，中压汽封环有5个齿，低压部分的汽封来自自由的顶部尖薄，同时能够防止动静部分摩擦。
2.5 支撑轴承
一般来说，600MW汽轮机组由一个推力轴承和8个支承轴承组成，推力轴承的推力盘两侧有支撑环，在支撑环内部需要安装八块推力瓦。另外，盘车装置采用低速系列，在冲转前和停机后带动转子低速运转，600MW超临界汽轮机盘车转速约为3.35转r/min。在冲转前，当转子转速达到600r/min时，盘车运行停止；在停机后，当转子转速降至600r/min时，反动程序电路将会为盘车设备提供润滑剂，使顶轴设备开始运行。
3 结语
近年来，我国火力发电机组不断改进，机组自动化水平逐渐提高，兼顾安全性、可靠性、灵活性和經济性的需要。相比于300MW亚临界机组，600MW超临界机组改进缸体结构和叶片体系，能够大大提高机组运行经济性，降低煤炭燃烧量，同时发挥节能环保的作用。本文主要比较了哈汽、东汽、上汽的3种600MW超临界汽轮机组的结构特点和运行特点，突出了600MW机组的优势。总之，只有引进不断世界先进技术，顺应技术潮流的发展，才能切实提高汽轮机运行效率，提高我国汽轮机组运行实力。
参考文献
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