一、工程概况
国能黄金埠发电有限公司位于江西省余干县黄金镇工业园区，公司 1、2 号机组是上海汽轮机有限公司（STC）与西门子西屋(SWPC)联合设计制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机， 汽轮机型号：N650-24.2/566/566,分别于 2007 年 3 月及 2007 年 7 月投产。
黄金埠公司于 2019 年和 2020 年对 1、2 号机组分别实施通流部分提效改造。
二、改前情况
1、设计参数和技术指标
表 1 机组设计参数和技术指标
2、存在的问题
两台机组运行超 10 年，受机组老化的影响，汽机内效率下降，经济性较差。存在以下主要问题：
（1）在背压较高时机组最大出力 635MW，制约了机组负荷响应能力。
（2）汽轮机高中低压缸效率下降较大，已远低于原设计值并通过常规大修难以恢复其经济性能。
（3）1、2 号汽机五段抽汽温度较设计值高 10-15℃，六段抽汽温度偏高约 50-65℃。利用检修机会采取补焊、车削抽汽口中分面的变形部分， 依然不能有效解决上述问题。
（4）两台机组原设计顺序阀运行方式下 1、2 号瓦振动大，金属温度高达 98℃，我公司改用对角进汽方式，但叶片所受交变应力大，且与汽轮机厂提供的运行说明书不符。
（5）两台机低压正胀差接近保护值，保护退出维持运行，有低负荷 发生动静碰磨的风险。
（6）凝汽器膨胀节为橡胶制，机组投运后未进行更换。存在老化漏 真空的情况。
三、改造方案
1、技术路线
改造工作范围主要包括：汽轮机通流部分重新设计，更换高中低压汽轮机转子、高中低压内缸，轴承座及轴承利旧，原 1、2 号瓦无顶轴油，此次更换新轴承并增加了顶轴油。改造后除调节级外高压增加 2 级、中压增
加 1 级、低压增加 2 级。压力级总级数由 11+9+4×7＝48 级变为 13+10+4×9＝59 级。
保留原有高中压、低压缸外缸、高中压导气管、低压缸联通管、轴承支承方式不变、凝汽器中心位置不变的条件下，拆除旧的内部结构，更换全新的汽轮机转子提升机组效率。
2、实施方案
（1）设备结构图
针对黄金埠电厂原设计超临界 600MW、一次中间再热、三缸四排汽凝汽式汽轮机，上海电气采用 AIBT 通流技术，对汽轮机高、中、低压通流部分进行综合节能改造以提高机组整体通流效率，并对高温高压部件进行结构优化。经过改造，机组出力增加，热耗率较原水平大幅降低，提高机组经济性与安全性的同时能够达到国家最新的节能环保要求。
图 1 改造前、后高中压缸模板实体装配
图 2 改造前、后低压缸中分面图
（2）改造内容
汽轮机本体部分：保留轴承箱（含轴承）及主油泵、高中压外缸、低压外缸、盘车，其余汽轮机本体部分全部拆除、改造并安装，包含高中压内缸，低压内缸，喷嘴，转子、叶片，汽封、管道等。
高中压主汽门、调门检修，含油动机清洗（返厂清洗、实验，并提供实验报告）；
高中压缸轴承检修、低压缸轴承检修、发电机轴承检修、励磁机轴承检修、密封瓦检修（含发电机氢冷系统气密性试样工作）、盘车检修（含供油管路改造）、主油泵检修、轴承箱及油挡检修、凝汽器水侧和汽侧清洗、主机润滑油和高压抗燃油循环冲洗工作，直至合格。
通流部分的所有热控测点的安装和调试。
发电机和励磁机本体检修及发电机检修后的试验。
（3）关键设备
表 2 关键设备列表
（4）项目总投资与施工周期
1、2 号机组汽轮机通流改造合同额 14748 万元。1 号机通流改造实际工期自 2020 年 3 月 13 日开始至 2020 年 5 月 27 日结束，机组于 2020 年 5月 29 日并网，实际工期 75 天。2 号机通流改造实际工期自 2019 年 8 月 31
日至 2019 年 11 月 25 日并网发电，实际工期 84 天。
3、创新点
本项目机组产品编号CMG0 是上海汽轮机有限公司对原超临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机采用 AIBT 技术进行的整体结构二次开发形成的先进的通流改造技术，较上一代通流设计相比具有以下优势：
包含通流的整体流道布置、叶片优化选型、差胀间隙设计、叶顶围带和叶根；设计以整体方式进行，不需要像传统那样逐级匹配设计；程序功能完备，能够实现通流效率和强度自动匹配，差胀安全性和效率自动匹配， 模块跨距与级份自动匹配；AIBT 通流技术从气动力学角度提出了变反动度设计原则，每一级叶片反动度不相等。以最佳气流特性决定各级反动度， 提高整缸通流效率；整体围带叶片、全切削加工强度好、动应力低、抗高温蠕变性能好；各级动、静叶均设汽封，有效减少级与级之间的漏汽；通流部分汽封采用镶片迷宫式汽封，有效降低漏汽损失；T 型叶根较上一代枞树型相比，消除叶根轴向漏汽损失；高压通流级数由改造前 I+11 级增加至I+13 级，中压通流级数从 8 级增加至 9 级；低压缸采用双流反动式压力级由 4*7 级增加至 4*9 级。
四、实施效果
1、改造前后技术指标对比
表 3 1 号机组改造前后技术指标对比
表 4 2 号机组改造前后技术指标对比
黄金埠公司 1、2 号机组 2019 年 11 月 25 日和 2020 年 5 月 29 日相继正式并网，投运结果表明，改造后在额定负荷机组各轴瓦振动指标均表现正常，各轴瓦温度均小于 90℃，通过试验验证，汽机额定热耗、加权热耗率均达到预期效果。
2、项目经济性分析
1号机组改造后收益情况如下所示：
表 5 1 号机组改造后收益情况表
2号机组改造后收益情况如下所示：
表 6 2 号机组改造后收益情况表
经过改造机组出力增加，热耗率较原水平大幅降低，提高机组经济性与安全性的同时能够达到国家最新的节能环保要求。消除了“落后产能和不符合相关强制性标准要求的机组要实施淘汰”的政策风险，解决机组生存问题，实现企业可持续发展。
京公网安备 11011502004515号
