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1前言
50MW汽轮机是我国60年月设计生产的凝汽式汽轮机。该机组设计年月早，热力性能差，设计热耗为2261kcal/(9466kJ/)，但电厂运行资料讲明，年夜大都机组现实热耗都在2300kcal/(9630kJ/)以上，这一机组的热力性能远低于今世进步前辈水平，同时也远低于国内今朝的设计水平。这不仅影响到电厂的经济效益，也造成了能源浪费和情况污染。1999年5月国家经贸委和国家计委下达了关于在2003年末之前关停50MW以下冷凝机组的文件，同时鼓动勉励成长集中供热机组。反以将50MW凝汽式汽轮机组改造为调整抽汽机组为解决中小火电厂避免机组关停问题提供了一条有用的解决途径。
武汉汽轮发机电厂将成熟的调整抽汽式汽轮机结构和调理等新技术，运用于凝汽式汽轮机的改造，使改造后机组具有灵活的热电联供性能。同时采用今世汽轮机进步前辈技术改造通流部门可到达年夜幅度增容降耗，延长机组寿命、提高机组运行靠得住性，增强机组调峰能力等目的。
2改造方针
将50MW凝汽式汽轮机改造成调整抽汽式汽轮机，使改造后机组成为合适国家能源政策的热电联供机组。
a.原凝汽机参数以下：
进汽压力8.83MPa
进汽温度535℃
额定功率50000KW
额定进汽190t/h
年夜进汽210t/h
额定排汽压力0.0049MPa
热耗938kJ/
汽耗3.753kg/
b.改型为调整抽汽凝汽式汽轮机技术要求：
调整抽汽压力0.98Mpa
额定抽汽60t/h
年夜抽汽100t/h
调理系统采用两种方案：纯液压调理和电液调理
为便于工程实施，并下降成本，改造后连结原机组的轴承跨距不变，即运转平台根蒂根基不变的原则进行结构设计。除增加调整抽汽管路外，给水加热系统及其它辅机部门不变；尽保留原凝汽机组本体可用部件。
同时采用北京全三维动力工程有限公司开发的进步前辈成熟的全三维设计技术进行通流部门设计，使用通流部门效率提高5以上。
3本体结构
本改造方案采用成熟的单缸、单抽、感动式、可调整工抽汽凝汽式结构，通流部门消息叶片全数采用全三维叶片。原老机组前、中汽缸、转子和所有叶轮、叶片、隔板需全数更换。转子为整体加套装结构：由一个高压单列调理级、一个中压单列调结构和十七个压力级组成，其中第十五至第十九级为套装结构。汽轮机的工抽汽设在第9级后，抽汽压力在0.784～1.274MPa之间可调。第10级采用带平衡室的旋转隔板结构。后汽缸、盘车机构、调理汽门及汽机与发机电的联轴器完全可借用原有部套不变。喷嘴组的各组喷嘴数目因抽汽工况的要求需作响应调整。调理系统采用电液调理前轴承座可完全不动。
若采用纯液压调理系统，因抽汽机的调理系统较凝汽机复杂，且油泵耗油年夜，调理系统部套需全数变化，前轴承座需要更换。在常规抽汽汽轮机设计中，中压油念头安装在运转平台下汽缸下半。现在原有根蒂根基上油念头不成能挂在汽缸下半。我们在中汽缸上半设计了一个特殊托架将中压油念头托起，油念头底部高于汽机运转平台，保证了原有根蒂根基不变。油念头与旋转隔板转动环经由过程套连杆机构毗连在一起。
新机型的前座架、后汽缸、盘车装配通用原机型结构和部套，这样一方面可保证原有根蒂根基原封不动。又可保证改后机组的根蒂根基负荷散布与改前相比变化不年夜(本体总重略有增加)，从而保证了机组的运行稳定性。
新机组年夜起吊重和年夜起吊高度与原机组基底细同，不存在施工难度。
4辅机系统
主蒸汽管道、汽封管路、凝汽器没必要改动，回热系统连结两高压加热器、四低压加
热器和除氧器不动。将第3段抽汽管道抽汽口加年夜到ψ426¡12，使往除氧器和工抽汽口共用一个抽汽口，其余回热抽汽管路年夜小及管道位置可连结不变，在工抽汽管道上增加需要的抽汽逆止门，电动闸阀和平安阀等。
5调理保安系统
5.1液压调理系统
调整抽汽式汽轮机调理系统比凝汽式汽轮机要复杂得多，需要增加抽汽压力控制回路，旌旗灯号综合装配，同时庇护回路需作较年夜的更改，抽汽机油泵耗油年夜增加，调理系统所有的部件主油泵、注油器、启动油泵、前轴承座内外路管路都要更换。整个系统采用武汉汽轮发机电厂生产的全套调理庇护系统。武汉汽轮发机电厂已生产了几十台高压50MW、25MW调整抽汽式汽轮机，在调整抽汽式汽轮机调理系统的设计制造方面有丰硕的经验。
50MW单抽凝汽式汽轮机调理系统由弹性调速器、调速器滑阀、抽汽调压器、综合滑阀、高压油念头、中压油念头等机械和液压部套组成。在设计范围内，机组的电负荷、热负荷均能连结自整调理，即一被调参数的变化不影响另外一被调调。
保安系统由包括求助紧急遮断器、求助紧急断路油门、手动求助紧急遮断器及磁力断路油门及求助紧急遮断实验油门。求助紧急遮断器电指示器此外还设有转速丈、转子相对膨胀、汽缸尽对膨胀、润滑油压、油箱油位，求助紧急遮断器动作等监测庇护仪表。
当机组在下述情况下，均使磁力断路油门动作，使机组紧急停机。
当机组转速超速至额定转速的111～112，即3330～3360r/min时，求助紧急遮断器动作。
若是求助紧急遮断器不动作，机组转速继续超速至额定转速的114.5，即3435r/min时，附加庇护装配动作。
转子轴向位移跨越1.4mm时
润滑油压下降到0.02MPa时
轴承回油温度跨越75℃时
汽轮机排气真空低于0.06MPa时。
5.1电液调理系统
电液调理系统可提高控制系统的性能和机组的平安性。用电液调理系统前轴承座可不更换。
取消原调理系统中的调速器、流限制器、转速变换器、凸轮配汽机构等部套，采用新华控制工程有限公司生产的DEH-IIIA型高压电液调理系统。该电液调理系统主要由三部门组成：
DEH-IIIA控制器，高压抗燃油供油系统，电液转换器、油念头、电磁阀等控制执行元件。四只高压调理阀有四只油念头直接控制。
原机组的润滑油系统、主油泵、注油器、电动油泵、冷油器、滤油器及过压阀都不变，油管路作局部修改。
保安系统的部套基本不变。由于取消了调理系统的调速器、流限制器等液压部套，原系统中的一次油路和二次油路均取消，是以求助紧急遮断器油门、求助紧急遮断器实验油门、磁力断路油门中与二次油相通的油路均取消，用螺塞堵上或局部修改。
改造后调理系统主要性能参数：
转速控制范围：20～3500r/min
负荷控制范围：0～115r/min
升速度控制精度：±1r/min/min
转速不等率：3～6可调
抽汽压力不等率：10可调
系统缓慢率：≤0.1
汽轮机从额定负荷甩负荷时，转速的高飞升小于7额定转速。
高压抗燃油工作油压：14.0MPa
低压油系统工作油压：不变
6通流部门结构的全三维设计新技术
改造后的新机组采用北京全三维动力工程有限公司开发的全三维气动设计技术对通流部门重新设计，可将通流部门效率提高5以上。老机组的全数静、动叶都将被更换，在新的隔板、转子结构中采用了具有今世进步前辈水平的新技术。
6.1三维气动设计特点
a：调理级子午面收缩静叶栅
子午面收缩后叶栅损失会年夜幅度下降，使调理级效率提高约1.7。同时，其通流能力增加4左右。
b：新型“后加载”静叶叶型“后加载”叶型是由北京全三维动力工程有限公司研制的新一代高效率透平叶型。其叶型效率年夜年夜高于老的50MW机组中使用的传统叶型，而且在工况变化范围很年夜时仍有较高效率，这对机组加入调峰运行很是有益。
c：高压部门隔板分流叶栅
新机型在高压2-4级采用了新型分流叶栅结构，取代传统的窄叶片带增强筋结构。
d：弯扭联合全三维成型静叶栅
弯扭联合全三维成型静叶栅，是第三代汽轮机进步前辈技术的集中体现。这一技术比传统直(扭)叶栅级效率可提高1.5-2。北京全三维公司开发出了分歧长度的弯扭叶片系列。
e：新型动叶片型线
新设计所有动叶片均采用八十年月新型动叶叶型，在原老叶型根蒂根基上改善了速度散布，削减了动叶损失。
6.2通流部门结构设计特点
为提高机组的平安靠得住性，进一步削减流动损失提高机组效率，并改善机组的调峰性能，在通流部门现代化设计中也普遍采用了汽轮机结构方面的许多新技术，这些技术已在实践中证实是行之有用的，这些新技术主要有：
a：自带冠动叶片及通流子午面光顺
各级动叶片顶部均采用自带冠结构，而且动叶片形成整圈联接。长叶片自带冠为内斜外平形式，这一结构还可形成光顺的通流子午面，通流效率获得进一步提高。
b：铸铁隔板改成焊接钢隔板
焊接钢隔板叶栅汽道精度高，能保证静叶栅到达设计气动热力性能。
c：取消拉筋
由于自带围带整圈联接动叶片具有良的抗振强度特征，使传统动叶片中用于调频的拉金一般都可取消，从而取消了拉金造成绕流阻力和损失。凡是取消一条拉金可以使级效提高1。本机改后除末级保留一根拉筋外，取消所有级拉筋。
d：调整通流轴向间隙
顺应抽汽机工况变化和高峰机组要求，改造中对通流轴向间隙作了响应调。
e：增加汽封齿数新设计自带围带动叶片的顶部外圆可以安插多个汽封齿，还可以加工成
凹凸外形组成高、低汽封，从而年夜年夜削减了汽封漏汽损失。
7改造设计后汽轮机性能
7.1改造设计后汽轮机主要技术参数
a：名称：抽汽凝汽式汽轮机
b：型号：C50-8.83/0.98型
c：型式：单缸、单轴、感动式、可调整抽汽凝汽式
d：额定抽汽工况主蒸汽流：204t/h
e：额定抽汽工况功率：45432kW
f：调整抽汽压力：0.98MPa(0.784MPa-1.274MPa)
g：额定抽汽温度：264℃
h：额定抽汽：60t/h
i：年夜抽汽：100t/h
j：纯凝汽额定功率：53MW
k：回热级数：2GJ 1CY 4DJ
l：总级数：19级(两个单列调理级加十七个压力级)
m：本体部门年夜起吊重：29t(汽缸上半)
7.2C50-8.83/0.98型改型汽轮机热力性能
由表1中数据可见，抽汽工况下热电比年夜于1，机组热效率年夜于45，改造后机组完全合适1998年国家四部委《关于成长热电联产的若干问题》文件中对于热电指标的划定。纯凝汽工况热耗为9016.24kJ/kW.h，使用全三维技术改造通流部门后热耗比原机组9466kJ/下降了4.99。
8竣事语
将凝汽式汽轮机改造成调整抽汽式汽轮机是改造老电厂凝汽机组的有用途径。其运行经济性有年夜幅度的提高，对勤俭能源，削减污染，庇护情况起到积极作用。凝汽式改造成调整抽汽式适合100MW以下的所有凝汽式汽轮机，武汉汽轮发机电厂给河南辉县孟庄电厂成功地将12MW凝汽式汽轮机改造成了C12-3.43/0.98型调整抽汽式汽轮机。
今世早进的汽轮机通流全三维设计技术，已经由过程200MW等老汽轮机的改造证实，用全三维技术改造老机组是提高老机组经济性、延长机组寿命的有用措施。武汉汽轮发机电厂在12MW、25MW、50MW、100MW供热汽轮机设计中采用了全三维设计技术，说明武汉汽轮发机电厂汽轮机通流设计技术到达国外进步前辈水平。
后记：河北邢台电厂200MW汽轮机通流部门的现代化技术改造成220MW后也具有秀的工作状态！
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