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摘要：汽轮机流通部位的改造能够有效提高机组的整体运行效率，降低企业的经济成本，同时还能达到减少污染排放，提高企业经济效益的目的。现阶段，国内诸多企业纷纷将多种国际先进技术融入到汽轮机改造之上，并有针对性的国内的老旧机组进行改造。
关键词：300MW汽轮机流通性能；优化；
汽轮机作为电厂非常重要的生产设备，其在运行过程中具有较大的负荷，对能源消耗较大。同时汽轮机流通性能的好坏又直接关系到电厂生产效率，所以需要对汽轮机流通性能进行优化，提高汽轮机运行的经济性，确保其运行过程中节能降耗目标的实现。
一、汽轮机流通部分故障模拟分析
1.采用主元分析法进行特征提取。由于系统中的特征参数间存在有不同的相关性，所以对特征参数运用特征参数法进行提取时，可以减少相关性的出现和剔除冗余。之后运用聚类分析，如此可以为之后很大的减少工作量。
2.采用聚类分析法诊断故障。聚类分析是一种数学方法，就是用来把所要研究的对象进行一定条件的分类。在汽轮机流通部分故障诊断时，使用聚类分析，就是分类故障，寻找相同和相似之处，减少工作量。
3.基于粗糙集的故障诊断规则的建立。有常见的故障特征，再结合以上运用聚类分析中分类得出的数据，构成故障模式类故障诊断决策表，用粗糙集理论，对其约简，从中得到有用信息。有上述工作得到诊断决策表后，提取有用信息，形成故障模式类诊断规则中所包含的故障诊断规则的前提条件。它的规则表示如下：若“负荷正常”则“调节级压力偏高”、“高压缸排汽压力偏低”、“调节级压差偏低”“轴向位移偏高”有“故障为高压缸级组结垢”。在故障的诊断过程中，那种非黑即白，非真即假的逻辑一般是不可取的。在汽轮机流通部分故障中往往存在许多的模糊不清，残缺断片的知识体系，它们是不具备有具体的形态，无法准确的计算与判断的。因此，在故障诊断中，我们引入了加权模糊逻辑算法的计算，对我们所得到的规则，进行逐条推理判断，得到需要的真度，然后对所得结果排序，把排序后可能性就是真度最高的那个规则，我们说这就是最后结论，在计算过程中，我们必须保证它们的外界条件必须相同，就是具备有相应的条件属性，确保其准确可信度足够。
4.故障征兆的表示。针对于故障征兆，我们就热力参数正常工作时的工作范围进行研究。在使用计算机自动获取故障征兆，从而建立起隶属度函数的过程中，需要知道热力参数监测范围，报警值和跳闸值等。但有时候为了方便，监测数据只有报警值和跳闸值，如此这就为我们带来了一定的困扰。所以就需要计算热力参数正常工作时的工作范围。一般的，我们可以看到，发电厂中的热力参数值在一个平均值附近来回振动，随机变化，若我们将其当做一个随机过程，且这些数据满足近正态分布规律来确定它们的正常工作范围了。
5.诊断流程。就本文而言，其所对应的诊断流程是：有负荷与故障检测参数正常工作的关系曲线，需要求出所对应的参数范围，再结合运行规定，建立隶属度函数。取出发生故障时的监测函数，进行隶属度函数模糊化。对已经进行模糊化的监测参数运用主元分析法进行提取，得到相对应的主元特征。计算故障主元特征，求得与故障模拟类中心的贴近度，找到对应故障所属的故障模式类。按照故障模式类规则库中的诊断规则，进行挨个检查，逐一排查，计算出对应结论的准确度，得到真度最大的故障模式，就是所要得到的故障模式。
二、300MW汽轮机流通性能的优化技术
1.高压缸技术。通过对一台单轴冲动式四缸四排汽机组进行改造，在改变前该机组由一只单流高压缸、一只单流中压缸和二只双流低压缸组成。三级高压加热器、一级除氧器和四级低压加热器作为给水回流系统，改造前采用的是轴承座和中轴承座台板滑动面结构。在对其进行具体改造过程中，对单流高压缸和二只双流低压缸的流通部分进行了更换，利用一级冲动式调节级和13级反动度为50％的反动级作为改造后高压缸的部件。利用内置式疏水结构作为改造后高压的内外缸，无论是调节级还是内外缸疏水都需要严格按照设计在缸内的通道进行流动，全部流向高压缸末端底部的排汽口处，然后排出时需要以过高压缸排汽逆止门前疏水口来完成。这样对汽轮机进行改造后，不仅其系统得到了简化，而且机组经济性得以大幅度提升，运行操作进一步减少。对于动叶片叶顶汽封则需要采用交错式的径向汽封，同时汽缸内的静叶片汽封也需要选择交错式的径向齿汽封，并在静叶片的围带的T形槽内将汽封环装于此，定位时可以通过汽封环背部的拱形弹簧片来进行，同时汽封齿和转子之间还需要按照设计图纸要求保持一定的径向间隙。
2.低压缸技术。低压缸流通部分仍由4x6级组成。低压转子由原来焊接改为整锻结构。前5级动叶片叶根采用四种不同规格尺寸的叉形叶根。为确保叶片有良好的振动特性并减少泄漏汽损失，叶顶采用了铆接围带的结构。叶顶与隔板外环间采用蜂窝式汽封。末级动叶片采用高扭转设计，叶顶为铰接式斜撑连续连接。主要用于控制叶片的振动。末叶片的进汽顶部焊有与叶型相吻合的成型史太立合金，保护叶片防止水蚀。改造后低压流通部分所有低压静叶均为扭转叶片，末级静叶为马刀型叶片。末级叶片由根部到顶部的叶型安装角变化很大，初始安装重心偏离径向线。汽轮机运行时叶片在离心力的作用下向径向线靠拢，产生扭转恢复。其结果是在叶片进、出气边上产生压应力，在中部产生拉应力。改造后的末级叶片，每级104只。根部的反动度+18％左右。为使反动度沿径向分御比较均匀，静叶采用马刀形的弯曲叶片设计，降低了反动度沿径向的梯度分布。
3.高效叶栅技术。从气动力学的观点分析，汽轮机内部流动是三维、可压缩、有粘性、亚音速或跨音速、单相或多相的复杂流动过程。早期国产汽轮机的叶栅设计水平不高，叶栅流通损失大，效率低。改造中引入许多近年来发展的新技术，为提高改造机组流通效率作出重要贡献。上述改进叶型的性能已在相关汽轮机实验中作了证实，并通过在役汽轮机的现场试验。改造机组的高压缸叶片预期有很高的效率，因为良好的展弦比使二次流损失减至最小，并有助于减少上、下叶顶的漏汽损失，从而提高汽轮机的效率。
三、300MW汽轮机流通性能优化效果
利用子午收缩静叶栅可以有效的减小流通曲率最大地方的横向压力梯度，这对于叶栅二次流损失的减小具有极为重要的意义。同时在斜切部分处，可以对流道的收敛度进行增加，这样可以有效的确保薄出汽边背弧的附面层厚度减少，从而将所有气流都挤向叶片的根部。这样可以有效的提高静叶栅次流的损失率，确保调节级效率的提高。通过加载叶片型线后，有效的使转捩的发生得以进一步推迟，有利于叶型损失的降低，而且对三维通道的二次流损失及总损失大幅度的削弱，叶栅的总损失也有很大程度的下降。另外在来流攻角变化范围内，总损失不会发生变化，有效的确保了变工况性能能够得以保障。利用分流叶栅，有效的确保了流动损失的降低，有效的提高了压力级隔板的相对内效率。降低了漏汽损失。
通过改造后，300MW汽轮机组流能性能进一步提升，电厂生产效率得以提高，确保了能源消耗量的减少，这样可以在最合理的能源消耗量下确保发电量的最大化，有利于节能降耗目标的实现，同时更好的顺应了当前建设节约型社会的理念。
参考文献：
[1] 胡远涛, 郑家衡, 齐进等. 国产引进型300MW 汽轮机通流部分改造及效果分析[J]. 上海电力学院学报,2017,28(01):39-42.
[2]陈斌. 国产125MW 汽轮机通流部分技术改造及其效果分析[J].浙江电力,2017(05):19-21.