引言
近年来，随着大容量机组的不断投运及高耗能小火电机组的逐步关停，300MW及以上等级机组占我国装机容量的比重越来越大。
目前在役的300MW等级汽轮机多采用上世纪70年代～80年代技术设计制造，存在通流效率低，热耗高，主要指标与设计值或当代先进水平偏差较大等问题。
从上世纪90年代开始，国内各汽轮机设计、制造企业和有关科研机构就开始采用现代汽轮机技术对国内现役机组进行技术改造。
通流改造后机组的经济性、安全可靠性和可用性均得到很大的提高，取得了显著的经济效益与社会效益。
一，汽轮机通流改造的必要性
由于早期设计、加工及安装工艺等原因，投运的机组煤耗高、效率低，且存在较大的安全隐患，主要表现为以下几点：
1、叶片型线设计技术相对落后，各级焓降分配不合理、汽缸效率低;
2、汽缸、持环、隔板变形大;
3、汽轮机通流部分的蒸汽泄漏严重:动叶叶顶汽封齿数少、汽封间隙大，蒸汽泄漏量大;轴封圈数偏少，轴封齿严重磨损，蒸汽泄漏量大;结构设计不合理，进汽插管、高中压缸夹层蒸汽泄漏量大。
4、高中压静叶受固体颗粒侵蚀严重，静叶出汽边损伤严重;
5、末级叶片顶部出汽边水冲蚀严重、司太立合金片脱落;
6、次末级叶片和末级叶片拱形围带断裂;
7、机组轴系振动大。
二、各制造厂通流改造方案技术
目前国内参与300MW等级汽轮机组通流部分改造的单位主要有5家，各厂家的改造方案的特点比较如下：
1 S厂方案
A方案
(1)增加高、中压通流部分级数，高压调整为13级压力级，中压调整为 10 级压力级。
(2) 高中压动静叶、低压静叶及前四级动叶均采用新型高效反动式全三维全马刀3DV 弯扭动静叶片，后加载叶型; 强化的枞树形叶根型线，高压动叶采用 T 型叶根，中、低压动叶采用 P 型叶根。
(3) 采用更高疲劳强度的新材料用于高、中压缸第一级动叶; 低压末级采用更高抗腐蚀型的材料 17 － 4PH。
(4) 减小叶顶、叶根汽封径向间隙。
(5) 有效地整合高压内缸和高压静叶持环，减少加工和装配环节。
(6) 中压部分采用内缸、两级持环的形式。
(7)低压内缸由原来的两层结构改为整体结构。
(8) 采用高度为 905mm 的低压末级叶片，次末级和次次末级进行强化设计。
(9) 全新优化了排气导流环。
B方案
(1) 高压进汽由原来的反流结构改为顺流结构。
(2) 增加高、中压通流部分级数，高压调整为14 级压力级，中压调整为 11 级压力级。
(3) 所有的高中低压叶片级( 除末三级) 均为弯扭 的马刀型动、静叶 片，变反动 度 ( 30% ～60% ) ; 整体围带叶片、全切削加工。
(4) 光滑子午面流道。
(5) 高中压全部采用 T 型叶根。
(6) 高压内缸、持环等做成整体缸。
(7) 高压进汽插管及高压一段抽汽插管采用直接在插管上镶嵌三圈弹性密封环的形式取代原机组的钟罩式密封，改善进汽部位的密封性能。
(8) 增加汽封齿数，轴端汽封采用蜂窝汽封
2 H厂方案
(1) 推荐不更换转子。
(2)采用新型高效全三维全马刀自带冠弯扭动静叶片，优化了叶型设计，动叶顶高低齿汽封凸台。
(3) 光滑子午流道。
(4) 高效后加载层流静叶叶型。
(5)更换高中压缸过桥汽封体，由原 4 圈结构改为 8 圈结构。
(6) 推荐采用梳齿型汽封。
3 D厂方案
(1)高压进汽改为顺流结构。
(2)高中压全部采用高负荷扭曲动叶，所有动叶片采用自带冠结构。
(3)外平内斜光滑子午流道。
(4)高效后加载层流静叶叶型，所有导叶片的出汽边均修薄至0.38mm。
(5)全部采用焊接隔板。
(6)末级采用最新引进的新909mm叶片。
(7)叶顶多齿汽封。第2～9级动叶全部采用自带冠动叶城墙齿，叶顶汽封齿可以增加到4齿。中压全部级次采用自带冠动叶，叶顶汽封齿可以增加到4～5齿。
(8)汽轴封型式：高压、中压的端汽封采用DAS汽封(铁素体)，低压端用铜合金汽封。
4 B厂方案
(1)选用新型的动叶型线。
(2)高压动叶片全部采用叉型叶根，自带围带预扭安装。
(3)隔板采用内外围带的焊接钢隔板。
(4)静叶采用后加载高效叶栅。
(5)末级为902mm自带鳍型拉筋叶片，圆弧枞树型叶根。
(6)隔板汽封、高中压前后轴封、高中压间过桥轴封为高低梳齿，端部汽封、静叶汽封采用高低迷宫梳齿汽封，低压轴封为斜平梳齿。
5 Q厂方案
(1)高压进汽改为顺流。
(2)增加中压通流部分级数，中压调整为10级压力级。
(3)高、中、低压部分的动静叶片采用弯扭联合成型叶片。
(4)次末级和末级叶片选用高性能的材料17－4PH。
(5)优化控制末级叶片沿叶高的反动度分布，根部采用高反动度设计。
(6)所有叶片均为自带冠结构。
(7)通流子午面光顺。
(8)优化高中低压进汽通道、高排和中排通道。
(9)高压进汽插管和一段抽汽插管的密封采用新式堆叠式密封结构。
(10)调节级动叶为三叉型三胞胎结构，叶顶汽封齿增加到4齿。
三、通流改造效果
经过通流改造后，汽轮机组的经济性、安全性、可靠性均得到了大幅度的提高，为了方便比较，选取了采用不同方案改造的几台机组进行对比见下表。
四、建议
(1)汽封间隙的控制非常重要。高中压合缸机组改造后的N2漏汽量普遍高于设计值，个别机组的该漏汽量甚至达到了设计值的7倍左右，严重影响了改造效果。建议设备安装时在找准中心的基础上，参照各轴封生产厂家提供的轴封间隙控制要求值的下限来调整轴封间隙。
(2)通流改造后，汽轮机5、6抽温度高于设计值的现象较原先均有较大改善，但仍偏离设计值较多，个别机组抽汽温度偏离设计值达20度以上，说明缸内仍存在蒸汽的泄漏、串流现象，可能是内缸中分面和隔板套中分面密封不严造成的，建议厂家考虑增加螺栓预紧力、增加法兰中分面密封键或调整结构。
(3)调节级改顺流后机组高压缸效率能提升约1～2个百分点，在条件允许的情况下，建议厂家更换转子改顺流。
(4)中低压连通管有一定的节能潜力。采用新技术改造后的中低压联通管压损可由原先的2%到5%左右，可使低压缸的效率提升0.2个百分点。
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