【摘要】：徐州华润电力有限公司二期二台320MW机组由于设计及制造原因，汽轮机效率及经济性低下，热耗率过高，汽轮机通流部分技术改造是提高机组效率、节能降耗最有效的手段。

【关键词】汽轮机、通流改造、本体检修管理、经济性  

一.公司概述

徐州华润电力公司位于江苏省徐州市北郊，为江苏省大型发电企业，总装机容量3280MW。其中一期#1、#2汽轮发电机组，汽轮机为上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造，型号为N320/16.7/537/537,亚临界、一次中间再热、高中压合缸双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机，机型为H156型；二期#3、#4汽轮发电机组，汽轮机为上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造，型号为N320/16.7/537/537,亚临界、一次中间再热、高中压合缸双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机，机型为K156型。三期#5、#6汽轮发电机组，汽轮机为上海汽轮机厂引进德国西门子公司技术制造，型号为N1000-26.25/600/600（TC4F），超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽汽轮机、凝汽式、双背压、八级回热抽汽。

#1、#2机组分别于1996年9月、1997年6月投入商业运行；#3、#4机组分别于2004年6月、2004年9月投入商业运行；#5、#6机组与2010年6月同时投入商业运行。

二.项目背景

徐州华润电力有限公司二期#3、#4机组汽轮机的设计属于美国西屋公司70年代的设计水平，受当时设计技术、设计手段、制造加工能力和临时改型等因素的影响，效率相对低下，汽轮机热耗高。该型汽轮机投运十多年来在经济性能和安全可靠性方面出现了不少问题，所存在的问题也是引进型汽轮机和引进优化型汽轮机所存在的共性问题。机组在投产后汽轮机各监视段抽汽参数相对较高，高、中压缸效率相对较低，经济性差，各项指标一定幅度的偏离机组设计值。机组投产运行多年来，机组的效率越来越低，煤耗越来越高。

根据华润电力控股公司运营部《关于开展部分火电机组技术经济指标评价活动的通知》要求，受华润电力控股公司运营部的委托，2010年7月华润电力（锦州）有限公司电力试验中心热力试验所对徐州华润电力有限公司锅炉、汽轮机设备进行热力性能测试。

试验结果显示：机组300MW电负荷时，#3机设计热耗7917.60kJ/kWh；试验热耗为8485.44kJ/kWh，参数修正后机组热耗为8201.47kJ/kWh，参数修正后热耗比设计热耗高283.87kJ/kWh；#4机设计热耗7917.60kJ/kWh；试验热耗为8477.08kJ/kWh，参数修正后机组热耗为8152.91kJ/kWh，参数修正后热耗比设计热耗高235.91kJ/kWh。

根据国家可持续发展战略及对节能降耗的相关政策要求，考虑到目前机组的实际状况，有必要对#3、#4机组的通流部分进行技术改造，以达到切实降低机组煤耗、提高机组安全稳定性能的目的。

三.项目实施与管理过程

1.项目技术分析

根据华润电力（锦州）有限公司电力试验中心热力试验所提供的性能试验报告，#3机在100%THA工况（298.74MW）时，实测计算得到高压缸效率80.18%，比设计值85.11%低4.93个百分点，使热耗增加87.57kJ/kWh；实测计算得到中压缸效率88.06%，比设计值92.40低4.34个百分点，相应机组热耗增加122.11kJ/kWh。高、中压缸效率合计影响，共使热耗增加209.69kJ/kWh。#4机在100%THA工况（303.64 MW）时，实测计算得到高压缸效率82.44%，比设计值85.11%低2.67个百分点，使热耗增加47.34kJ/kWh；实测计算得到中压缸效率88.97%，比设计值92.40高3.43个百分点，使热耗增加96.44kJ/kWh。高、中压缸效率合计影响，共使热耗增加151.97kJ/kWh。由此可见，汽轮机本体通流部分的影响是热耗高于设计值的主要原因。

H156型汽轮机通流部分影响经济性的主要原因如下：

1. 调节级为反流布置，流动阻力大，效率低。
2. 汽轮机的动叶片除低压缸末三级为扭转叶片外，其余均为直叶片，叶片效率低。
3. 汽轮机通流汽封间隙较大，蒸汽泄漏严重。
4. 汽轮机的动叶片采用的均是铆接围带，铆钉头凸出叶片围带、动叶叶顶。
5. 汽封齿数少，汽封间隙大。由于结构设计、安装及老化等原因，高压进汽插管、高、中压中间部分轴封、高压缸夹层蒸汽泄漏量较大，也是导致汽轮机经济性能差的原因。

通过以上分析，我司确定改造思路如下：

1. 调节级优化：调节级动叶改为顺流布置结构，提高机组效率。采用新型叶栅降低调节级通道前部的气动载荷，大幅度减小二次流损失。
2. 优化叶片型线及通流布局：采用先进的通流积木块进行设计；高中压通流叶片采用3DV叶片及变反动度设计（30%-60%）以提高通流效率；高压除调节级外，共有12级压力级（原11级）；中压共10级（原9级）；优化布局，以获得更加平稳的热效率曲线；采用弯扭联合成型静叶栅可以比直叶片的损失降低25％以上，从而提高汽轮机的级效率1％左右。    
3. 采用无中心孔整锻转子：转子更换为不带中心孔的整锻转子，大幅提高转子强度，改造后可取消中速暖机，缩短了65%的启动时间，提高了机组运行灵活性和调峰能力。
4. 采用虾米弯中低压连通管：采用虾米弯及不锈钢波形膨胀节技术，提高效率及提高机组运行的安全可靠性，解决机组启停过程及运行中的膨胀补偿问题。
5. 汽封：高中压通流各级汽封均采用目前最先进的机组设计理念，在转子上增设了多齿汽封，与隔板汽封形成多齿迷宫式汽封，大大降低了级间漏气。各级动叶片顶部增加径向汽封齿齿数，中压各级动叶片围带加工成带有凸台的结构，与高低齿围带汽封相配合。高中压缸、低压缸端部均采用蜂窝汽封；平衡活塞汽封采用布莱登汽封。
6. 叶片的强度设计、叶片型线优化和振动设计：高中压缸叶片材料采用较高材质的叶片。动叶都为自带冠叶片，在工作转速条件下形成整圈联接，增强叶片的刚度，动应力水平小，彻底消除铆接围带存在的由磨损导致的围带脱落隐患，运行安全可靠。在叶片的振动方面，对叶片的振动特性进行优化设计，叶片具有更大的共振安全裕度。
7.  结构优化：改造方案中对主要静止部件结构也进行了优化，进一步提高机组经济型，如高压内缸与持环及高压平衡活塞做成整体缸，减少漏汽；高压进汽插管密封结构进行了优化，进一步降低插管漏气；低压内缸采用单层缸结构，增强缸的强度，减少运行过程中的变形等。

机组改造的技术特点:

1. 通流结构优化
2. 叶片型线优化
3. 收缩子午面调节级叶栅
4. 弯扭联合成型叶片
5. 成熟高效可靠的末级次、末级动叶片
6. 高中压转子更换为不带中心孔的整锻转子
7. 蒸汽泄漏控制
8. 先进汽封型式
9. 进汽和抽汽插管的结构改进

2. 项目实施主要时间节点

2011年10月，委托上海汽轮机有限公司完成二期机组通流改造方案设计。

2011年11月，完成#3、#4机组通流改造技术规范书。

2012年2月，完成改造项目可研评审。

2012年4月27日，召开#3、#4机组2×320MW汽轮机通流改造项目第一次联络会，确定改造供货周期。

2012年8月18日，召开#3、#4机组2×320MW汽轮机通流改造项目第二次联络会，对每一个设备制造、加工时间节点进行疏理，确定供货及到厂时间。

2012年9月27日，#3机组302A级检修开始，#3机组通流改造随即展开。

2012年10月15日，#4机组402A级检修开始，#4机组通流改造随即展开。

2012年11月25日，#3机302A检修结束开始整套启动。

2012年12月31日，#4机402A检修结束开始整套启动。

3. 项目实施管理过程

   1）、制造厂设备摧交

为了确保本次通流改造的效果，本次通流改造工程采用EPC全包的方式，包括设备制造、设备安装队伍的选择等统一由上海汽轮机厂实施，并得到我司的认可。

由于上海汽轮机厂在2012年下半年改造机组达10多台，上海汽轮机反馈的我司二台机组供货时间满足不了现场改造工期，只能保证一台，#4机供货时间推到年底。为此我司派专业人员去上海汽轮机厂进行设备的监造、摧货、协调。紧盯设备，积极与上汽厂有关领导、车间进行沟通，对设备的铸造、毛坏、加工环节进行全过程的跟踪，确保设备不被其它厂挪用。紧盯每个设备的每道工序所要加工完成时间，再到下一道工序的开工中间环节协调，尽量做到无缝连接。通过不懈的努力，使#3机设备在12年10月22号到现场，#4机设备在12年12月3号到现场。

2）、现场项目管理

⑴、检修前期准备工作：

本次#3机通流改造计划时间：#3机停机时间为12年9月27号，整套启动时间为11月25号。#4机停机时间为12年10月15号，整套启动时间为12月20号。本次检修有近40天时间为大修重叠期。

   在本次大修前通过对设备的运行情况，全面对二台机组的本体设备进行评估，结合二台机组修前的性能试验，了解设备热耗大的原因，有针对性的对设备进行排查，掌握了设备最基本情况，为设备大修项目的确定打下了基础。同时在停机前完成了各种方案的编制、审批、立项、合同签订，物料报计划、摧交到现场等工作。

在大修过程中进行对标管理。编制了设备检修管理手册，明确大修的质量、安全、工期、费用控制、安全文明管理目标，存立了大修指挥部，下设工程质量管理组、安全文明监察组、设备调试试运组、物资供应组、后勤保障组、宣传报道组等，按照各自分工做好各项工作。制定了检修调度会、安全例会、设备分步试验试转控制程序、设备整体试验试转控制程序、检修质量控制程序、试运及修后阶段质量控制程序、设备冷态验收、设备热态验收等各项制度及质量控制程序。并设立了检修整改通知单、重大缺陷通知单、异常不符合项报告单、设备检修/试运质量检查不合格通知单、试转/试验申请单、让步接受单、停工通知单、消缺回执单、紧急物资需求申请单等，让每一步检修安全、文明、质量得到有效控制。

   同时还编制了设备检修文件包、作业指导书。检修技术措施、检修安全措施、质量保证措施等技术文件。编制了网络进度施工节点图、施工现场定置图，有效的对大修现场进行控制。

与本次改造的检修队伍山东电建二公司相关人员进行了交流，就施工人员进厂时间、检修现场场地的布置、围栏、标语、宣传及检修画板、检修专用工器具等情况进行了沟通。在第二次设计联络会期间，与山东电建二公司领导再次进行疏理。得到了统一认识。

⑵、检修期间项目管理

Ⅰ、大修队伍的入厂管理：

检修队伍进入生产现场需办理进入施工现场工作证明（合同）、安规考试成绩、承包工程施工人员入厂登记表，出入证、特殊工种登记表及特殊工作证复印件、签署安全协议书、交纳安全风险抵压金、工作负责人申请单、提供组织安全技术措施、技术部安全交底、特殊车辆进厂登记表、检修设备开工令等相关手续，才能进入施工检修现场。

Ⅱ、本体大修现场布置：

大修现场布置完全按照检修现场设备定置摆放图来布置，对于12.6米地面布置采用底层彩条布、中间细木工板、上层橡胶板来布置，整个平台不得露出平台大理石。汽机平台围栏采用铝合金或金属管可拆卸式围栏，固定间距设置宣传栏。整个汽机平台设一个大围栏留两个通道，进入汽缸区域再设置一个小围栏，只留一个通道，并配备人员专门对进出汽缸区域内人员进行登记。所有进入汽缸区域人员佩带上缸证，无证者一律不得进入检修区域。在平台上设置大修项目介绍、安全、质量目标、检修工艺、检修工期等，另设立大修情况动态看板，包括每天工作内容、三天滚动计划，出现问题，需协调内容、违章内容及图片，另附各单位相关人员签到表、张贴大型设备起吊检修等各种方案，要做到人人到现场，关注现场。在汽机房行车上及汽机房A排柱、B排柱设立宣传标语。人员统一着装。

Ⅲ、本体大修项目过程管理

在各种入厂手续办完后，汽机专业召集所有检修人员进行现场安全技术交底，明确安全注意事项，逐项解释规章制度，使每个作业人员都能充分明晰。

①工期管理：由于本次检修工期每台机只有55天，而汽轮机厂设备制造完工到厂时间当时第一台机排定在10月27号，对后期安装时间比较紧，而且有部分加工尺寸需开缸后才能测量，所以在检修开工初期与检修负责人多次沟通，决定分二班倒进行汽缸的解体工作，但要求对汽缸解体过程中原始数据均需测量，为分析汽轮机汽耗高提供依据。专业管理人员以检修人员作息时间同步，也实行二班倒，根据检修文件包及作业指导书对现场测量原始数据进行确认并当场签字。从9月27号停机至10月7号已全部解体完成，为汽轮机厂现场测量及后继加工创造了条件。并及时召开汽轮机本体解体分析会，分析热耗高的原因，并确定下一步设备安装需重点关注的内容。

在解体工作完成后到上汽厂设备到现场大概需要半个月时间，在这个等待期间，要求检修人员对留存的设备进行清理打磨，做到设备要见本色，同时对低压缸设备进行全面检查，配合低压缸隔板转子进行喷凡，测量汽缸隔板中分面间隙，转子扬度测量，粗调汽封间隙，发电机抽转子等一系列工作，力争在高压缸设备到来之前尽可能多的完成一些工作，同时#4机也于10月15号停机，及时安排人员对#4机组进行解体检修工作。

从设备回到现场到汽轮机静态调试只有不到一个月时间，加上去除油循环、发电机气密封性试验、调速系统静态试验等时间，实际回装时间要控制在不到20天时间，所以在设备回来之前，已经对设备回装工期进行了排定，甚至细化到某一道工序，人员还是实行对班倒，专业人员跟随检修人员同时上下班，随时跟踪随时验收。12年10月23号（比预期提早了4天），#3机设备陆续到达现场，在设备回装过程中，发现高压内缸放不下（高压外缸插管套变型），上汽厂来人处理又影响工期四天，为此对检修工期又重新进行了排定，制定当天的工作量，并制定三天的滚动计划，每天下午5点开碰头会，疏理当天完成工作量与计划是否有差别，分析原因，如何跟上计划，并在平台上宣传画板张贴，大家来监督执行。所有的验收项目随叫随到，在安装过程中碰到问题现场协调、现场解决。经过大家齐心协力，在11月15号左右完成了汽缸的扣盖工作。满足了11月25号整套启动的条件。#4机高压内缸到厂时间为12月3号到现场，也确保了年内双机改造投产的目标。

②质量管理：汽轮机本体大修总体分为三个阶段，即为设备解体阶段、检查消缺阶段、设备复装阶段，所以要遵循如下原则：解体阶段为设备解体越快越好，主要是为了尽早发现问题，以确定大修进程中的工作不确定性，获得工作的主动性；大修检查消缺阶段是越细越好，多发现问题，如果缺陷不被发现，有可能回装后还得重新解体，造成工作被动；在设备回装阶段质量比任何时候都要重视，特别是汽轮机本体显得更加重要，一旦有问题将不可能有多少时间给你重新开缸检查，所以对汽轮机检修一定要确保对质量的全过程控制。

在本次检修中，严格执行大修管理制度，认真执行大修文件包，抓好全过程质量管理，在检修中发现检修队伍严重违反质量管理规定，及时填写停工通知单，并填写重大缺陷通知单，进行整改，在整改合格并签字确认后才可进行复工。并对重大缺陷通知单进行闭环。对检修文件包中所有W点、H点均要有验收人员的签字，特别是H停工待检点，必须验收人员到场验收后才能进入下一道工序。对在检修中出现问题要及时填写不符合项申请单，由专业进行鉴定、确定处理方案、报相关领导批准，处理完毕再鉴定、验收、签证，形成闭环，比较大的设备不符合项要及时通知领导并召开专业会，确定处理意见。对有些不合格项整改难度大、费用高、或周期长，满足不了本次大修要求，而又不影响安全、经济的情况下办理让步接受单，但作为遗留问题记录在案。在试验/试转过程中出现问题要填写设备检修/试运质量检查不合格通知单，通知单由项目负责人签收，待处理完后由专业人员会同运行人员、检修负责人共同确认，通知单交由运行人员保管。在出现一般缺陷时，由运行人员填写缺陷单，交由检修负责人，一联留在运行人员处，根据情况再开工单进行消缺，消完经相关人员验收后，检修人员持消缺回执单回运行人员处消除，形成闭环。

在汽轮发电机组的检修中，对影响汽耗率高的各种间隙进行全过程重点关注，特别是汽轮机径向间隙要求十分严格，布莱登汽封控制在0.35mm至0.40mm之间，封窝式汽封控制在0.55mm至0.65mm之间，其它间隙由上汽厂加工时确定，但在安装时不得用修理汽封齿（为固定镶嵌式）来满足间隙要求。为了消除汽封间隙及转子中心在半实缸与全实缸的误差，前后经过了三次全实缸，根据中心及汽封间隙情况进行调整，来满足上述要求。同时结合之前轴瓦温度、振动情况及同类型机组检修经验，中低对轮中心差可放到0.26mm至0.28mm之间，下开口可放到0.15mm至0.17mm之间，可有效降低#2轴承温度，及#1瓦的振动。

检修质量控制工作以文件包为载体来进行实施，所以对于检修文件包的管理显得尤为重要；要求检修单位负责人要把文件包必须随身带，随时接受业主的检查，对每道工序都要进行验收并签字确认，在检查中发现问题及时进行考核，同时要求检修方要建立完善内部质量管理体系，严格执行三级验收制度，确保检修质量，积极配合业方主人员对大修质量控制点进行见证、签证，接受业主方参与质量验收。

③安全文明管理：本次本体检修高度重视安全文明及设备管理，除现场12.6米统一布置外，对解体的设备完全按照设备定置管理来摆放，要求设备摆放整齐，检修单位及部门严格执行各项有关规定，规范定置管理和检修工艺标准，抓好安全、技术措施的落实与文明检修工作，强化责任意识，全力打造大修管理标杆工程。大修安全联合督察组加大检修现场违章现象的纠查和考核力度，坚持把每天的违章现象在大修协调会上曝光。各级检查验收人员深入现场，严把检修初期的设备解体检查关，使设备检修的全过程处于受控状态，确保了大修工作安全高效地顺利进行。 以检修安全、质量全过程精细化管理为主线，突出检修“对标”管理，抓好汽机平台“最佳示范工作区、示范作业区、星级作业面”的创建活动，全面提升员工素质和检修精细化管理水平，确保大修安全、质量、进度、文明等目标的实现。

对于重大设备起吊：如高压缸开缸，转子起吊、发电机抽转子等重大工作开始前开专题会进行技术安全措施的讨论，并设立项目组织机构；明确完善施工组织措施、工器具准备检查、工艺措施、安全措施、技术措施、质量验收等；并列表罗列准备措施检查表格验收人签字表格，行车检查签字验收表格，在起吊开始前相关领导及负责人签到表，所有参加人员进行安全技术交底。人员严格分工，明确各自的工作责任，统一指挥，严格按起吊方案进行，确保大型设备的起吊安全。

汽机平台是每一次检修的窗口，文明检修做得好不好只要看汽机平台是否达到文明的标准，所以业主方对汽机平台的整洁也是作为对检修队伍评价好坏的依据。为此要求检修队伍安排1-2个人负责平台的卫生工作；对设备的摆放不得歪斜，要整齐，有层次，从整体看要有条例性，要求每天下午5点对汽机平台进行一次整理。进入汽缸或发电机工作人员要统一着连体工作服，佩带上缸证，进出工具要进行登记，工具出去要销帐，所有抽汽口、进汽口要用棉被封堵，确保无杂物落入，业主方要无定期对登记薄进行检查，严格把控好汽机检修现场。

四. 结束语

   项目管理在电厂大修管理中应用是成功和有效的，在整个汽机本体通流改造过程中，安全、进度、质量、现场文明都得到有效控制.在三个多月的改造施工中，无人身、设备事故，机组整套启动一次成功，机组的各项指标得到了很大的提升，运行指标极大部分达到优良，为机组通流改造的全过程控制，特别是当工期、安全与质量矛盾时，怎样建立有效的动态联系机制、如何保证大修各项任务有序进行、提高大修安全管理水平积累了经验，对以后机组大修具有非常好的指导意义！