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        熱電廠汽輪機的熱膨脹及其控制方法研究

        2016-12-31 00:00:00郭立文
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年19期

        摘 要:當(dāng)今時代背景下,能源緊張和可持續(xù)發(fā)展已成為亟需解決的問題,我國電能供應(yīng)的主要來源還以火力發(fā)電為主,發(fā)電廠的主要核心部分——汽輪機的重要性不言而喻。保證電力的可靠、高效、安全供應(yīng),已成為發(fā)電人員,特別是運行、檢修人員工作的重要職責(zé)所在。文章針對汽輪機運行中常見的汽輪機熱膨脹問題從不同角度進(jìn)行了原因分析,并探究了其控制的方法,為相關(guān)人員提供解決此類問題提供參考和幫助。

        關(guān)鍵詞:熱電廠;汽輪機;熱膨脹;控制

        引言

        汽輪機是熱電廠發(fā)電過程中能量轉(zhuǎn)換的重要部分,其能否正常運行,關(guān)鍵是看能否啟動好汽輪機,然而在啟動時汽輪機很容易因熱膨脹而致使啟動失敗,從而不能或延遲正常發(fā)電。汽輪機在啟動、負(fù)荷變化和停機過程中,各級前后的溫度和蒸汽壓力將發(fā)生變化,其通流部分、汽缸和轉(zhuǎn)子的金屬溫度相應(yīng)變化。熱脹冷縮是一切物體的共性,在零件金屬被加熱時,產(chǎn)生膨脹;被冷卻時,零件收縮。當(dāng)零件內(nèi)溫度不均,且不對稱時,零件將產(chǎn)生變形;如果膨脹或收縮受阻,零件內(nèi)部將產(chǎn)生熱應(yīng)力。所以汽輪機這樣運行復(fù)雜的動力機械在運行中會出現(xiàn)熱膨脹,不僅給發(fā)電帶來困擾,更有甚者會出現(xiàn)安全事故,因此有必要分析出可能產(chǎn)生熱膨脹的各種原因,以找出解決問題的方法。

        1 汽輪機的熱膨脹

        1.1 汽輪機的熱膨脹分析

        汽輪機是一種安裝過程在室溫下進(jìn)行,工作過程則在高溫條件下進(jìn)行的動力機械。在啟動時會因溫度快速升高而膨脹;備用和停機時,因溫度所降低而收縮。汽輪機及其主要的部件,必須能自由收縮和膨脹。例如公司汽輪機在室溫條件下啟動,至額定負(fù)荷,其膨脹量可達(dá)到36mm(計算值)。

        1.2 機組膨脹不合適則會發(fā)生振動的危險工況

        影響振動的原因一般有以下兩點:

        (1)由于機組在運行中中心不正而引起振動。(2)由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而引起振動。

        在機組啟動初期,機組的膨脹是造成振動增大的主要原因之一。動靜摩擦、轉(zhuǎn)子熱彎曲和膨脹不暢等都將使振動加大。前者發(fā)生故障一般在轉(zhuǎn)動部件,而后者發(fā)生故障則一般在靜止部件。

        在膨脹不暢發(fā)生以后,振動先是呈一段上升的階段。當(dāng)上升到一定的程度后,機組的膨脹和溫度逐漸呈穩(wěn)定狀態(tài),但已經(jīng)形成的膨脹不暢無法消除,此時振動穩(wěn)定在較大值處。之后階段的振動變化趨勢可能有兩種,如圖1所示:(1)是振動始終維持在較大值處,不能恢復(fù)到初始的狀態(tài)如圖(a)中所示;(2)是振動值逐漸可以回落,直到恢復(fù)到初始狀態(tài)如圖(b)中所示。第1種是因為膨脹受阻部位沒有疏通,或有導(dǎo)致缸體變形其它的因素;第2種狀況因通過運行可以使膨脹受阻得到逐漸的疏通。

        2 汽缸與轉(zhuǎn)子的絕對膨脹

        2.1 絕對膨脹產(chǎn)生的原因及其計算方法

        汽缸以及轉(zhuǎn)子的熱膨脹,不僅與金屬材料的線膨脹系數(shù)和汽長度尺寸有關(guān),還取決于各段金屬溫度的變化值及通流部分的熱力過程,一般常用下列方法進(jìn)行近似計算。

        首先根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點沿軸向分成若干區(qū)段,用下式計算各區(qū)段沿軸線的絕對膨脹值;

        式中△li-零部件第i段的絕對膨脹;βi(t)-按第i段平均溫度查得材料的線膨脹系數(shù),毫米/毫米·℃;tavi-第i段平均溫度,℃;t0-冷態(tài)溫度,通常t0=20℃;△yi-第i段軸向長度,毫米。

        求出汽缸和轉(zhuǎn)子的絕對膨脹值后,整個汽缸或轉(zhuǎn)子的絕對膨脹值等于各區(qū)段膨脹之和。

        2.2 控制絕對膨脹的措施

        因汽輪機的軸向長度比徑向?qū)挾却蠛芏啵云缀娃D(zhuǎn)子的絕對膨脹值也非常大。因此機組在運行中一定要對汽輪機絕對膨脹進(jìn)行實時監(jiān)控。又因汽輪機軸向溫度分布狀況呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,所以可以找出汽缸上各個位置的熱膨脹值和與之相對應(yīng)點溫度的關(guān)系。在機組運行過程中,只需把監(jiān)視點的溫度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi);即可保證汽缸的膨脹量在機組啟動、正常運行和停機時符合相應(yīng)的要求。

        3 汽缸與轉(zhuǎn)子的相對膨脹差

        3.1 相對脹差產(chǎn)生的原因

        汽輪機啟停過程中,由于汽缸和轉(zhuǎn)子的材料結(jié)構(gòu)尺寸及受熱條件不同,即使在相同的蒸汽參數(shù)下兩者之間也存在明顯的溫差。現(xiàn)以啟動加熱過程為例分析汽缸和轉(zhuǎn)子沿軸向某區(qū)段的溫差大小。

        經(jīng)過熱平衡計算,轉(zhuǎn)子和汽缸在某一區(qū)段的溫差可用下式計算:

        式中tr、tc-分別為該區(qū)段內(nèi)轉(zhuǎn)子和汽缸的平均溫度,℃;mr、mc-分別為該區(qū)段內(nèi)轉(zhuǎn)子和汽缸的質(zhì)量,kg;αr、αc-分別為該區(qū)段內(nèi)蒸汽對轉(zhuǎn)子汽缸的放熱系數(shù),kJ/(m2·K·min);Ar·Ac-分別為該區(qū)段內(nèi)轉(zhuǎn)子汽缸的受熱面積,m2;C-分別為該區(qū)段內(nèi)轉(zhuǎn)子、汽缸的平均比熱,kJ/kg·℃;bs-該區(qū)段內(nèi)蒸汽的溫升速度,℃/min。

        由于上述特點,在啟動和升負(fù)荷過程中,加熱了機組的汽缸和轉(zhuǎn)子,相對應(yīng)段轉(zhuǎn)子的金屬溫升速度比汽缸的金屬溫升速度快,平均溫度高于汽缸對應(yīng)段的平均溫度,因此相應(yīng)的膨脹量較大,轉(zhuǎn)子的相對脹差為正值;在停機和降低負(fù)荷過程中,各級的蒸汽溫度下降,冷卻了汽缸和轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的金屬溫度降低也較快,使轉(zhuǎn)子的相對脹差減小,甚至出現(xiàn)負(fù)脹差。

        3.2 影響轉(zhuǎn)子相對脹差的因素

        所有影響氣缸和轉(zhuǎn)子加熱和冷卻過程的因素,均會對轉(zhuǎn)子的相對脹差產(chǎn)生影響。

        (1)通流部分各級蒸汽溫度的變化速度;(2)軸封供汽溫度;(3)汽缸法蘭內(nèi)、外壁溫差;(4)汽缸夾層的蒸汽溫度;(5)摩擦鼓風(fēng)損失;(7)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)效應(yīng)。

        汽缸和轉(zhuǎn)子之間的膨脹差,是上述各因素綜合影響的結(jié)果,其中任意一個因素變化,都會對轉(zhuǎn)子相對脹差產(chǎn)生影響。

        3.3 相對脹差的控制方法

        在運行過程中,可以通過控制蒸汽及再熱蒸汽的溫升速度,加上控制升負(fù)荷速度,來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子脹差的控制。同時避免汽缸排氣溫度過高,軸封供氣溫度偏低,而出現(xiàn)過大的負(fù)脹差。但軸封供氣溫度和氣缸排氣溫度只影響轉(zhuǎn)子和氣缸的局部膨脹量。

        4 汽輪機啟動階段脹差控制要點

        汽輪機的冷態(tài)啟動指的是其在室溫靜止?fàn)顟B(tài),慢慢被加熱到高溫高壓的狀態(tài)時,在汽輪機組內(nèi)部動靜間隙非常小的情況下進(jìn)行自由的膨脹。所以要想正常完成機組的啟停,在認(rèn)識到金屬膨脹的危險性和重要性的基礎(chǔ)上,必須按照標(biāo)注嚴(yán)格控制金屬的溫升速率,保證大軸、汽缸和各部金屬可以自由膨脹。

        4.1 啟動時主參數(shù)的選擇

        采用一種新蒸汽來啟動機組,這種方法既不會使機組各部分金屬產(chǎn)生較大應(yīng)力,又能使其各部分均勻的加熱。

        通常情況下,汽壓參數(shù)可以選擇的范圍較大,具體用多少需要綜合機爐兩方面系統(tǒng)能力來考慮。首先汽壓和汽溫應(yīng)保證能互相匹配,控制機組運行如能得到合適的汽溫(與汽缸相比),便可得到與之匹配的汽壓。公司汽輪機啟動時,給定了機組啟動曲線,理論上通過此曲線選擇不同參數(shù)即可啟動機組,但通過現(xiàn)場實踐發(fā)現(xiàn),啟動汽輪機組時,進(jìn)入機組的新蒸汽溫度必須高于汽缸的溫度,且達(dá)到56℃的過熱度,并在這中間需考慮到蒸汽節(jié)流之后的溫度下降量,才可正常啟動機組。

        通過實踐發(fā)現(xiàn):(1)在機組啟動時,逐漸的加熱汽缸,可以有效避免機組啟動時新蒸汽進(jìn)入汽輪機后帶來負(fù)脹差的弊端。啟動時應(yīng)避免使汽缸冷卻,如出現(xiàn)冷卻現(xiàn)象,原因是新蒸汽的溫度選擇偏低,此時應(yīng)迅速提高蒸汽溫度,從而使金屬膨脹;否則此時機組極易出現(xiàn)故障,使機組無法正常啟動。

        (2)機組啟動后,應(yīng)該聯(lián)系鍋爐巡檢人員,便于監(jiān)控制鍋爐燃燒狀態(tài),保證初參數(shù)呈相對穩(wěn)定狀態(tài)。初參數(shù)忽高忽低將直接影響到機組的溫升、轉(zhuǎn)速,甚至導(dǎo)致軸瓦振動加劇。在啟動時,間隙最小位置在軸封處,汽溫對它的影響最為敏感,且隨主汽溫變化而變化,此時機組的脹差會隨之發(fā)生改變。汽輪機大軸在加速過程時,受力很大,工況非常不穩(wěn)定,因此在機組啟動過程中必須控制汽壓、汽溫保持穩(wěn)定否則容易發(fā)生狀況導(dǎo)致機組無法正常啟動。

        4.2 低速暖機

        用全周進(jìn)汽的方式?jīng)_轉(zhuǎn)來啟動汽輪機組,可使汽缸均勻受熱膨脹均勻。在啟動瞬間為克服轉(zhuǎn)子所受的較大的阻力,沖轉(zhuǎn)時可以加大一點加速度,之后再按原來的規(guī)律控制加速度。大軸轉(zhuǎn)動起來時,汽輪機處于一種動態(tài)變化的狀態(tài),因此時大量的新蒸汽涌入汽輪機使其被加熱、膨脹作功,又因轉(zhuǎn)子受熱面積大于汽缸受熱面積(約3/4),轉(zhuǎn)子膨脹值大于汽缸膨脹值,所以高中壓缸的脹差有正值增大趨勢。反之,在熱態(tài)啟動中,進(jìn)入汽輪機內(nèi)的汽溫低、蒸汽少時,會使汽輪機呈負(fù)脹差,為解決此類問題,此時須增大進(jìn)汽量,來提高汽溫。

        汽輪機沖轉(zhuǎn)到每分鐘600轉(zhuǎn)時,汽輪機進(jìn)汽必須停止下來,以便全面執(zhí)行機組的檢查。究其原因有:

        (1)轉(zhuǎn)速高于每分鐘600轉(zhuǎn)時,難以控制轉(zhuǎn)速;轉(zhuǎn)速低于每分鐘600轉(zhuǎn)時,較難形成軸承的油膜。(2)汽輪機啟動時在氣缸和轉(zhuǎn)子留有殘余應(yīng)力,停機一段時間相當(dāng)于進(jìn)行了一段時間的時效處理,可以消除一定的金屬殘余應(yīng)力。(3)整體的汽輪機金屬膨脹呈穩(wěn)定狀態(tài),高中壓缸的正脹差可以消除一點兒。(4)對調(diào)速系統(tǒng)和動靜部分的運轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全面檢查,為下一步機組的啟動做好準(zhǔn)備工作。

        應(yīng)該給機組在低負(fù)荷運行下留足夠的暖機時間,因之后機組要處于長時間的穩(wěn)定運行狀態(tài),需要將所有部件的金屬膨脹開,此時可以在適當(dāng)?shù)恼羝髁肯伦寵C組進(jìn)行一段時間的暖機。以便使金屬進(jìn)一步的膨脹,消除汽缸內(nèi)外缸壁的溫差。

        4.3 升速階段

        汽輪機啟動的必要條件是升速的平穩(wěn)性,避免升速不穩(wěn)定,如升速高低變換,會導(dǎo)致大軸不穩(wěn),使其和蒸汽吹動葉片的振頻重合,產(chǎn)生共振現(xiàn)象,導(dǎo)致啟機失敗。伴隨汽輪機進(jìn)汽量增大,加大了鍋爐的蒸發(fā)量,此時需增加鍋爐燃料來迎合初參數(shù)的變化,而使初參數(shù)呈上升的趨勢。在此機組啟動的關(guān)鍵時刻,如忽略此情況,會導(dǎo)致汽輪機組脹差正值過大,造成機組啟動失敗。此時應(yīng)控制汽壓和汽溫的穩(wěn)定性,才能使機組正常啟動。

        4.4 總結(jié)

        總而言之,機組啟動的關(guān)鍵在于控制金屬膨脹,而非控制汽輪機負(fù)荷和轉(zhuǎn)速。汽輪機的啟動過程中,溫度一直在發(fā)生變化,控制好以上要點,注意其它細(xì)節(jié),才能使汽輪機組的金屬部位合理的膨脹,高低壓缸的差脹便會被控制在合理的范圍,從而保證汽輪機穩(wěn)定安全運行。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉湛.燃煤電站汽輪機運行的常見問題及檢修方法[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2015(12):120-121.

        [2]黃海波.提高機組利用率的系統(tǒng)運行優(yōu)化措施[J].華電技術(shù),2015(12):25-29.

        [3]楊勇平,楊志平,徐鋼,等.中國火力發(fā)電能耗狀況及展望[J].中國電機工程學(xué)報,2013(8):1-10.

        作者簡介:郭立文(1986-),男,河南新鄉(xiāng)人,長期從事火力發(fā)電廠運行部相關(guān)工作。

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