目前，汽輪機設(shè)計已經(jīng)進入了全三維設(shè)計時代，新設(shè)計機組的經(jīng)濟性、安全性和負荷適應(yīng)性不斷提高。與之相比，老式機組性能則較差。如果長期繼續(xù)使用這些性能落后的機組將造成很大的能源浪費。進入20世紀90年代，國內(nèi)電廠開始對老式機組進行改造。因為相對于重新設(shè)計機組而言，采用當代汽輪機先進技術(shù)改造現(xiàn)有老式機組是一條投資少、見效快的途徑。

　　1　100MW汽輪機現(xiàn)狀

　　佳木斯發(fā)電廠11號、12號機組的100MW汽輪機為20世紀60年代設(shè)計產(chǎn)品，主設(shè)備嚴重老化，根據(jù)電廠運行及反饋情況，存在如下問題：

　　a.機組設(shè)計熱耗為9252.8kJ/(kW.h)，而實際運行卻達不到此值。熱耗較新型機組高，經(jīng)濟性差。高、低壓缸效率分別為85%和80%，效率比新型機組低。

　　b.機組為純冷凝機組，不能熱電聯(lián)供。

　　c.機組使用雙列調(diào)節(jié)級，焓降大，葉片展選弦比小，二次流損失大，調(diào)節(jié)級效率低。

　　d.葉片型線是40~50年代蘇聯(lián)老型線，氣動性能差，葉型損失大，效率低。

　　e.原設(shè)計葉片采用鉚接圍帶，鉚釘頭外露，圍帶上只裝兩道汽封齒，且高壓各級壓力大，漏汽量大。

　　f.高、低壓缸前后汽封、隔板汽封都是老式汽封，結(jié)構(gòu)不合理，齒數(shù)少，漏汽量大；軸向間隙小，啟停不便，易造成磨擦損壞。

　　g.動葉根部采用軸向汽封，機組運行脹差大時，漏汽量大。

　　h.高壓缸后部及低壓缸內(nèi)外流道都是階梯狀，導(dǎo)葉頂部擴張角過大，通流不光滑，蒸汽在通道中突然擴張而產(chǎn)生脫流，使流動損失增大。階梯型結(jié)構(gòu)也增加了沖擊損失。

　　i.低壓缸動葉拉筋比較多，低壓第三[注]級313mm長葉片有兩道拉筋；低壓第四級長432mm葉片有一道拉筋，末級長665mm葉片也有一道拉筋。在汽流通道中，由于拉筋的存在，汽流發(fā)生繞流、脫流擴壓和局部加速流加，增加了流動損失。另外，低壓后三[注]級動葉片頂部沒有圍帶，頂部損失和漏汽量大。

　　j.動靜葉軸向間隙過小，不利于機組快速啟停和適應(yīng)調(diào)峰時負荷的變化。

　　2　100MW汽輪機的通流部分改造

　　針對以上情況，采用大量的先進技術(shù)對100MW汽輪機通流部分進行改造，這些技術(shù)都是在其他機組上成功地運用過并取得良好效果的。

　　2.1調(diào)節(jié)級噴嘴采用子午面收縮葉柵

　　調(diào)節(jié)級子午面收縮葉柵如圖1所示。實驗結(jié)果表明，合適的收縮比和適當?shù)淖游缑嫘途€，可以將葉柵損失降低26%。采用子午面收縮葉柵后，調(diào)節(jié)級效率提高1.1%。為確保噴嘴葉柵加工精度，噴嘴環(huán)采用焊接結(jié)構(gòu)。

　　2.2壓力級采用高效后加載“魚頭”葉型

　　新設(shè)計的高壓缸壓力級均采用后加載的“魚頭”靜葉柵(見圖2)。與傳統(tǒng)的透平葉柵速度分配規(guī)律相比，后加載靜葉柵的最大氣動力負荷位置明顯移往下游方向(見圖3)，試驗證明這種葉柵的突出優(yōu)點是：由于葉柵通道前后壓力面與吸力面的壓差較小，削弱通道的二次流強度，使葉柵損失大大降低。后加載靜葉柵不僅效率高，而且葉型剛度大，其攻角適應(yīng)范圍廣(見圖4)，這對提高機組的變工況性能非常有利。