某电厂百万汽轮机事故原因和处理方案20150325案例.ppt

高压蜗壳进汽计算分析 采用商业软件计算，ICEM划分网格，CFX求解。进口给定总温和总压，出口给定质量流量，工质为水蒸汽。 蜗壳内部流域切面示意图 YZ平面速度矢量图 XY平面压力分布 压力分布图 蜗壳总压损失系数仅为0.15%。 分析流动情况，汽流在蜗壳内逐渐膨胀加速，压力逐渐降低，变化均匀，压力等值线几乎与流线方向垂直。 从压力云图看，由于切向进汽，汽流在离心力作用下，形成了蜗壳外侧压力高，内侧压力低，但切向非常均匀，压力等值线几乎是同心圆； * 第一级横置静叶 高压缸第一级静叶片采用轴向布置形式，以配合切向蜗壳全周进汽形式； 第一级采用了低反动式叶片级，第一级静叶后温度降低20℃，从而降低第一级叶轮和转子表面的温度，为高压转子提供有利的工作条件。 提高第一级的级效率。 第一级轴向布置静叶实体图 * 第1、2级子午面温度云图 内缸红套环密封技术 高压内缸采用规则的圆筒形结构，取消水平结合面的法兰。 结构更紧凑，热应力小，适应性好，启动及变负荷时间短。 红套环整圈受力、应力集中小、寿命长。 内缸在长期稳态及瞬时变工况下运行期间无泄漏。 * 红套后的高压内缸和转子效果图 现场检修、拆装方便、快捷 现场安装：将高压模块整体起吊，缓慢落在轴承箱中，外缸猫爪支撑在轴承箱上，转子支撑在轴承上。调好后，拆卸定位环，连接转子对轮，高压模块与管道、阀门连接。 * 整体运输 优化排汽端型线减小流动损失 预扭装配式动静叶栅 多级数反动式通流 中压缸模块改造--反动式方案 更高效率的“多级反动式”通流技术； 减少每级焓降，重热系数高； 叶片轴向宽度小，级效率高； 轴向间隙大，启动速度快； 最先进的后加载叶型，攻角适应范围广，变工况特性好。 充分发挥多级反动式技术优势 缸效率提高1%左右 新型汽封技术应用 * 高压主汽阀 1.重新计算高调阀口径，减小余量，与负荷相符 2.调整阀门相对行程，调整重叠度，实现顺序阀 3.优化影响阀门压损因素 高压调节阀 高压阀门改造技术 MSV执行机构 CV执行机构 阀门优化技术 * 现役机组阀门改造 阀门优化技术 改进型阀门特点： MSV：将主汽阀芯置于阀门顶部，减少汽流阻力，降低阀门损失。 CV：调整阀门口径和行程，实现真正全开。 调节阀座过盈量，调整为0.23~0.28mm，防止阀座脱落。 改进后预测压损：3%-4%。 * 新型阀门技术----配合高压缸蜗壳进汽 每个阀组包括2个主汽阀和2个调节阀。 每个调节阀通过导汽管分别与上下缸一个进汽口相连。 主汽阀带有预启阀，减少主汽门开启的提升力。 主汽阀为阀门限位，具有自密封功能。 调节阀为平衡阀，阀门限位，阀门全开时形成自密封 * 高压主调阀气动分析 计算采用商业软件进行，ICEM划分网格，CFX求解。进口给定总温和总压，出口给定质量流量，工质为水蒸汽。 高压主调阀后处理各截面位置 阀门组内部三维流线图 截面1-3流线图 截面1-3压力云图 截面1-3马赫数云图 主阀+调阀计算总压损小于1%。 从压力云图中看出整个流场流动较均匀，阀座喉部两侧流动对称； 从流线图中看出，整个阀腔内没有出现较大的漩涡，喉部流动均匀。 从马赫数云图中看出调阀的出口不均匀度小，调节阀出口的汽流均匀； * 阀门改造经济性分析 方案 改后阀门压损 % 高压阀门改造 ＜4% 新型高压阀门 ＜ 2% * 汽轮机为防止漏汽，降低热耗，主要通过叶顶围带汽封、轴封等实现高温高压气体的密封； 为保证机组安全起动，降低汽封片同围带或转子轴摩擦的风险，密封位置均存在0.5-0.75mm间隙； 随着机组参数不断提高，通过汽封间隙损失的蒸汽质量流量增多，而且造成级间主流道气流扰动，影响机组效率。 考虑汽封漏汽的全三维数值计算 减小漏汽措施 小间隙汽封技术 动叶顶部的漏汽损失占全部损失的22%，轴封漏汽占全部损失的7%； 减少汽封的漏汽损失是提高通流部分效率的主要措施。 汽轮机通流部分的损失包括两大部分：级内损失和级外损失。 潮州三百门4#汽轮机处理方案3 1000MW汽轮机通过技术改造，经济性和安全性得到全面提升； 高压缸既可以采用带调节级方案也可以采用取消调节级蜗壳进汽方案； 高压通流采用多级反动式技术，缸效率达88%以上； 中压缸采用多级反动式技术，缸效率达93%以上； 低压缸改进汽封，性能得到进一步提升； 改造周期约15个月。 汽轮机改造经济性分析 * 汽轮机改造经济性分析 方案（改造型阀门） 改前高压缸效率 改后高压缸效率 降低热耗 % % kJ/kW.h 高压缸效率（带调节级） 84% ＞88% 53 高压缸效率（无调节级） 84% ＞ 90% 79.5 反动式中压缸效率 91% ＞ 93% 30 外置式蒸汽冷却器 14 低压缸汽封优化 30 合计