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        電廠集控運行中汽輪機運行優(yōu)化策略探討

        2019-10-20 06:26:58邢銳郭云斌
        關(guān)鍵詞:運行優(yōu)化汽輪機策略

        邢銳 郭云斌

        【摘 要】在電廠集控運行中,汽輪機作為核心部件,其運行的安全性、穩(wěn)定性和工作效率,會對電廠的發(fā)電效率和實際效益產(chǎn)生較大影響。在實際生產(chǎn)中,為避免發(fā)生影響汽輪機安全性和工作效率的問題,必須持續(xù)對電廠集控運行汽輪機開展優(yōu)化工作,使汽輪機能夠長期安全高效運行,保障電廠的發(fā)電效率和經(jīng)營效益,進而滿足社會對電能的需求。

        【關(guān)鍵詞】電廠集控運行;汽輪機;運行優(yōu)化;策略

        1汽輪機工作原理及其分類

        汽輪機是一種表面設(shè)有大量葉片結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置,該裝置主要將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機械能,從而驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電。具體過程為:鍋爐將其內(nèi)部的水加熱后變?yōu)樗魵?,由于液體向氣體轉(zhuǎn)化的過程中體積快速膨脹,因此蒸汽沿管路加速進入汽輪機,并從一定角度的噴嘴中快速噴向汽輪機葉片,推動汽輪機葉片旋轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)了熱能到旋轉(zhuǎn)機械能的轉(zhuǎn)化。汽輪機在發(fā)電廠里有著重要的地位,只有保證汽輪機的正常工作才能順利產(chǎn)生電能,保障社會的進步,居民的正常生活。市面上的汽輪機有多種不同的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致它在正常運行時的的工作效率也不一樣,每種汽輪機的工作原理也不一樣,這就要求技術(shù)人員要充分了解不同的汽輪機的工作原理。汽輪機大致的種類在下文中有詳細介紹:①從電廠汽輪機的結(jié)構(gòu)功能出發(fā),可以分為單級和多級,單缸和多缸,單軸與雙軸汽輪機。②汽輪機的種類有很多,如果是單純的將其按照工作原理分,可以分為以下幾種:速度式汽輪機、沖動式汽輪機、反動式汽輪機。這幾種汽輪機的大致區(qū)別在于膨脹位置產(chǎn)生的不同,首先是速度式汽輪機,這種汽輪機是由蒸汽在噴嘴中膨脹的,其次是沖動式汽輪機,這是在各級碰嘴處及靜葉部位所產(chǎn)生膨脹的,最后是反動式汽輪機,此類是靜葉、動葉均發(fā)生膨脹的,其相同點是膨脹之后所產(chǎn)生的動能在汽輪機上進行應(yīng)用。③依據(jù)汽輪機熱力特性的不同,可把汽輪機細分為:蒸汽式汽輪機、供熱式汽輪機、背壓式汽輪機、抽汽式汽輪機以及飽和蒸汽式汽輪機。

        2電廠集控運行中汽輪機運行問題分析

        2.1汽輪機軸承損壞

        軸承是汽輪機運轉(zhuǎn)的重要零件,也是其拖動發(fā)電機運轉(zhuǎn)的主要支撐部分。但是,若是工作時間過長,受到長期振動、摩擦和高溫的影響,汽輪機的軸承會出現(xiàn)一定的裂紋,從而影響到了軸承的運轉(zhuǎn)質(zhì)量。同時,由于長時間不清理,軸承室內(nèi)也會存在一定的雜質(zhì),軸承潤滑的油脂也會因為變質(zhì)而失去其原來的潤滑作用。此外,質(zhì)量問題也是導(dǎo)致汽輪機軸承損壞的一個重要原因。若是內(nèi)部部件質(zhì)量無法保證,則在工作中,汽輪機內(nèi)部的高溫環(huán)境會對軸承產(chǎn)生很大的影響。軸承損壞是汽輪機的重要故障之一,很多情況下,一些微小的故障若是沒有及時發(fā)現(xiàn),軸承的損壞會因為進一步的高強度工作加速惡化,從而可能引發(fā)大的安全事故。

        2.2真空下降

        真空下降也是導(dǎo)致汽輪機運行故障的原因之一,會影響設(shè)備運行功能。汽輪機運行期間,零部件相互摩擦?xí)a(chǎn)生熱量,保養(yǎng)不到位就會造成真空下降。具體分為兩種情況:一是急速下降,原因在于循環(huán)泵的總壓力出現(xiàn)零歸位;二是緩慢下降,原因在于水量不足,出口溫度、進口溫度的差異明顯,造成出口堵塞。

        2.3油液質(zhì)量不佳

        油液質(zhì)量不佳時造成汽輪機油系統(tǒng)故障的主要原因之一,主要表現(xiàn)為油液中顆粒物以及水分子含量過高,遠遠超過了汽輪機正常運轉(zhuǎn)的范圍。在油液中水分含量過高的情況下,很容易造成油質(zhì)乳化問題,而在該情況下,油液將難以發(fā)揮出其預(yù)定作用。以潤滑油為例,其在乳化的情況下,粘度將大幅度降低,容易造成軸承部件中油膜的破壞,一旦出現(xiàn)該問題,軸承轉(zhuǎn)動過程中可能出現(xiàn)摩擦增加的問題,嚴重時可能出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象。另外,由于油液的乳化,其防氧化作用也會大幅度降低,會導(dǎo)致保安系統(tǒng)銹蝕,嚴重時將降低相應(yīng)構(gòu)件活動的靈敏性,甚至可能出現(xiàn)保護拒動。

        2.4汽輪機組振動過大

        電廠汽輪機設(shè)備的機組振動過大問題,是汽輪機故障中較難處理的問題之一,而造成這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾種:第一,汽輪機組中的葉片發(fā)生損壞;第二,汽輪機連接部位的螺栓安裝不牢固;第三,汽輪機運行時使用的潤滑油質(zhì)量不高,甚至含有大量的雜質(zhì)。這些都會造成汽輪機組發(fā)生故障,一旦汽輪機在運行中機組振動過大,就會對其軸承座和汽缸連接部等帶來傷害。

        3電廠集控運行中汽輪機運行優(yōu)化策略

        3.1汽輪機軸承損壞的優(yōu)化策略

        為了保障汽輪機工作的安全性,首先就需要嚴格按照相關(guān)標(biāo)準,生產(chǎn)或者采購質(zhì)量有保證的軸承。同時,對于電廠工作人員,也要在工作之前,對軸承進行重點檢查,仔細檢測是否有裂紋等損壞現(xiàn)象。若是發(fā)現(xiàn)問題,需要及時上報,并更換軸承。而在平常的工作中,也要做好汽輪機軸承的防護工作,避免其損壞。可以將防軸電流裝置安裝在軸承的相關(guān)環(huán)節(jié)上,并需要對軸承周圍溫度進行嚴密監(jiān)控,避免溫度過高對軸承造成的損壞。當(dāng)軸承在檢修工作中被發(fā)現(xiàn)有故障時,就需要做好維修工作,及時排除故障。在故障排除工作中,必須保證安全,工作也必須在裝置完全關(guān)閉下進行。

        3.2真空下降的優(yōu)化策略

        對真空下降故障進行檢查時,首先要對照表計,當(dāng)真空表明顯下降、排氣室溫度下降,可以斷定真空下降。查明原因可以輔助利用真空泵、空氣抽氣器等,根據(jù)不同原因進行處理,具體如下:①循環(huán)水中斷,應(yīng)啟動備用循環(huán)泵,確保泵處于正常轉(zhuǎn)向;沒有備用循環(huán)泵,則將負荷降低為零,打閘停機,調(diào)整水位并清理堵塞。②真空泵異常,應(yīng)啟動備用真空泵,水位過低應(yīng)及時補水,使其處于正常水位。③凝汽器滿水,應(yīng)啟動備用凝結(jié)水泵,并打開水位調(diào)節(jié)閥,必要時將凝結(jié)水排入地溝,促使水位恢復(fù)正常。④軸封供汽中斷,主要是壓力調(diào)整期失靈引起的,應(yīng)開啟軸封調(diào)節(jié)器的旁路閥門,檢查除氧器內(nèi)是不是處于滿水狀態(tài),如果滿水要降低水位,使用軸封的備用氣源。

        3.3油液質(zhì)量不佳的優(yōu)化策略

        油液乳化多是因為水分含量較高,在出現(xiàn)劇烈攪拌的情況下,很容易出現(xiàn)乳化問題,且高溫作用下空氣與油液的反應(yīng)也可能造成油液乳化。為避免油液乳化,有必要對油液的含水量進行合理控制,堅決杜絕油箱進水問題。重點需要對冷卻水漏入以及軸封漏氣進行防控。對此,必須加強對冷卻水壓力的查驗工作,要確保冷卻水的壓力滿足相關(guān)規(guī)范(即低于油液壓力)。同時需要加強汽輪機軸封性能的檢測,確保其密閉性能良好。應(yīng)該定期做好油箱底部水分清除工作,在清洗油系統(tǒng)之后,需要及時清除系統(tǒng)內(nèi)部殘余水分,盡可能降低油液中水的含量,以保障油液質(zhì)量。

        3.4振動過大的優(yōu)化策略

        要避免汽輪機組振動過大問題,首先,需要對斷裂的葉片進行修復(fù),避免出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象;其次,按照相應(yīng)的操作規(guī)程嚴格執(zhí)行每一環(huán)節(jié);最后,確保汽機啟停符合工作流程,加強對汽輪機振動情況的系統(tǒng)監(jiān)視,將振動參數(shù)控制在合理的范圍內(nèi),并在機組中安全相應(yīng)的保護裝置。

        4結(jié)束語

        目前我國環(huán)境保護力度持續(xù)加碼,為更好地滿足社會的環(huán)保需求和日益增長的電能需求,提升現(xiàn)有火電汽輪機組的發(fā)電效率是最高效的方式。本文以發(fā)電廠為研究對象,針對其存在的汽輪機運行題,提出了對應(yīng)的優(yōu)化策略,對于促進汽輪機組的高效穩(wěn)定運行,幫助提升發(fā)電效率和經(jīng)營效益具有重要意義。

        參考文獻:

        [1]吳志敏.電廠汽輪機運行中的常見問題及解決對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2017,12:111-112.

        [2]張寶東.試論電廠汽輪機運行中的故障及其處理對策[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2016,3512:112+114.

        [3]陳勝利,荊濤,李高潮,呂凱,章治國,穆琳.排汽壓力對汽輪機運行優(yōu)化試驗結(jié)果的影響研究[J].熱力發(fā)電,2013,4204:28-30.

        (作者單位:國電電力大同發(fā)電有限責(zé)任公司)

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