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        探討汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大問題及措施

        2019-10-21 11:06:33趙學(xué)辰
        名城繪 2019年3期
        關(guān)鍵詞:措施問題

        趙學(xué)辰

        摘要:隨著城市現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市內(nèi)部人口也在不斷的增長,在為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供大量人力資源的同時,也成為了城市供電部門的工作負(fù)荷。在這種情況,城市供電部門為滿足城市內(nèi)部對電力日益增漲的需求量,要加強(qiáng)電力設(shè)備的運(yùn)作工效,但近年來卻頻頻發(fā)生發(fā)電設(shè)備故障問題,引起了城市人們對其的重視,如何改善汽機(jī)運(yùn)行中存在的問題和故障成為城市發(fā)電部門的重要關(guān)卡?;诖耍疚膶ζ麢C(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大問題的現(xiàn)象進(jìn)行分析,尋找造成現(xiàn)象的主要原因并解決,確保城市發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。

        關(guān)鍵詞:汽機(jī)運(yùn)行;上下缸;溫差大;問題;措施

        1、引言

        從科學(xué)意義上來說,疏水系統(tǒng)與汽封系統(tǒng)是組成完整有效的發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中必不可缺的重要部分,這兩種系統(tǒng)科學(xué)的運(yùn)行會在一定程度上給發(fā)電廠的安全運(yùn)行帶來切實的保障。但是如果疏水系統(tǒng)的接入方式不正確就會導(dǎo)致水擊、振動等安全事故的發(fā)生,更嚴(yán)重的情形就會造成管道或者是高性能的汽輪機(jī)設(shè)備發(fā)生損壞??v觀中國近幾年來,類似于在疏水系統(tǒng)中因疏水不暢通導(dǎo)致汽輪機(jī)設(shè)備損壞發(fā)生安全事故的情形就已經(jīng)多次發(fā)生,這值得人們?nèi)プ屑?xì)研究并找出問題的根源所在。

        2、汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大的問題現(xiàn)象

        在對汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大的問題現(xiàn)象敘述前,對汽機(jī)的簡單概念要有一個了解,確保下文敘述故障現(xiàn)象的理解。汽機(jī)原指蒸汽機(jī)和汽輪機(jī),但由于隨著現(xiàn)代城市工業(yè)發(fā)展,蒸汽機(jī)這一運(yùn)作設(shè)備已經(jīng)被淘汰掉,則現(xiàn)在所說的汽機(jī)指的是熱力發(fā)電廠中的汽輪機(jī)。

        一般汽輪機(jī)會根據(jù)工作壓力、工作原理和排汽壓力三方面進(jìn)行分類,第一類按照工作壓力分為低壓、高壓、超高壓、亞臨界等;第二類按照工作原理分為沖動式、反動式和反動度;第三類按照排汽壓力分為凝汽式、背壓式、帶抽汽等。而上下缸設(shè)置的目的是,在汽機(jī)整體正常運(yùn)作時,通過比較進(jìn)水后缸壁之間的溫度差確定是否有水流進(jìn)行氣缸之中。

        由于不同種類汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大的問題現(xiàn)象都不同,則為準(zhǔn)確敘述汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大現(xiàn)象,在此設(shè)定超高壓、反動式、抽汽凝汽式的汽輪機(jī)出現(xiàn)上下缸溫差問題:在發(fā)生上下缸溫差過大問題時,設(shè)備操作人員可以清楚發(fā)現(xiàn)設(shè)備中盤車電流出現(xiàn)不穩(wěn)定的晃動,并可以清楚的聽到高中缸重軸封部位有清楚的摩擦聲,接連著其他設(shè)備部分也出現(xiàn)各種摩擦聲和雜音,調(diào)動汽輪機(jī)疏水系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)上下缸溫差會隨著調(diào)動而改變,進(jìn)而上下缸內(nèi)溫度差越來越大,無法正常檢測氣缸進(jìn)水現(xiàn)象,氣缸變形、盤車停止工作,甚至出現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部螺栓拉斷,熱力發(fā)電設(shè)備被損壞停止運(yùn)作。

        3、汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大造成的危害

        汽機(jī)在運(yùn)行中上下氣缸出現(xiàn)溫差是一種正常現(xiàn)象。一般來說,上下氣缸溫差大于50℃時就屬于故障問題,它會給汽機(jī)的運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。具體包括以下兩個方面:(1)影響汽機(jī)的正常啟動。汽機(jī)在啟動調(diào)整試運(yùn)行過程中,若是采用冷態(tài)額定參數(shù)方式啟動,機(jī)組啟動沖轉(zhuǎn)后進(jìn)行中速、高速暖機(jī)時上下缸升溫的速度不同。一般情況,上缸升溫速度明顯大于下缸,當(dāng)溫差大于50℃時,就會被迫自動停機(jī)。待汽缸溫差冷卻至10℃以內(nèi)時才能再次盤車啟動,這樣不但延長了汽機(jī)啟動時間,同時也增加了鍋爐的能源損耗,加大了電廠的運(yùn)營成本。(2)容易造成汽缸變形。汽機(jī)的上下缸溫差大,致使氣缸上下缸的熱漲冷縮情況不同,容易使汽缸變形,造成氣缸密封不好,產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。特別是在高壓缸調(diào)節(jié)級處,因動靜間隙小,汽缸發(fā)生變形后很容易發(fā)生動靜摩擦現(xiàn)象,還會造成大軸彎曲,引起汽機(jī)振動加劇,嚴(yán)重時會使汽機(jī)損壞,影響電網(wǎng)正常供電。

        4、汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大問題及措施

        4.1汽機(jī)概述

        某熱力發(fā)電廠采用了國外進(jìn)口機(jī)組,這種機(jī)組的特點(diǎn)是雙缸雙排氣以及中間自熱,可產(chǎn)生超高壓,其操作為反動式,并且高中壓布置為合缸對稱式。

        4.2問題現(xiàn)象

        當(dāng)在日常檢查的時候發(fā)現(xiàn)盤車的電流出現(xiàn)晃動的狀況,使用聽針可以聽到高中壓缸封處有摩擦,就會導(dǎo)致重音的轉(zhuǎn)動與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的同時進(jìn)行,此外還摻雜著其他類型的連續(xù)雜音,并且管理人員還可以在盤面的顯示高中壓缸溫差較大的時候發(fā)現(xiàn)普通的疏水系統(tǒng)進(jìn)入到了汽輪機(jī)之中,導(dǎo)致汽輪機(jī)的疏水開大,溫差進(jìn)一步的增大,并使得本體的疏水立刻關(guān)閉,導(dǎo)致汽機(jī)機(jī)組的真空環(huán)境被破壞,出現(xiàn)了水泵循環(huán)停止、盤車停止的狀況,之后還會導(dǎo)致汽機(jī)的出現(xiàn)悶缸的狀況。當(dāng)汽機(jī)運(yùn)行的上下缸的溫度差距超過90℃的時候,悶缸的上下缸溫差就會有所降低,一般情況下,上午5點(diǎn)到6點(diǎn)時間內(nèi)的上下缸的溫差降低至66℃、60℃、58℃的時候,在每一個階段都要必需進(jìn)行一次人工盤車,在這種情況下,盤車的工作會相對比較輕松,上下缸的溫度差距也會相應(yīng)地縮小,之后在10點(diǎn)的時候進(jìn)行電動盤車,導(dǎo)致汽機(jī)機(jī)組的偏心大小為55,而由此導(dǎo)致汽機(jī)機(jī)組的工作電流大概在29A左右,這是一個十分良好的現(xiàn)象。

        4.3汽機(jī)運(yùn)行中上下缸溫差大的原因分析

        經(jīng)過分析大量的設(shè)計圖紙與多次進(jìn)行現(xiàn)場考察,人們發(fā)現(xiàn)造成機(jī)組上下缸溫差大,主要是由于沒有合理的布置疏水,沒有按照逐級疏水的原則進(jìn)行疏水。如圖1所示,由于A側(cè)主汽門具有很高的疏水壓力,而導(dǎo)管的實際疏水壓力相對較低,A點(diǎn)實際壓力比導(dǎo)管疏水入口處的實際壓力高,這樣會導(dǎo)致從導(dǎo)管中流出疏水困難,引發(fā)疏水倒流,造成疏水由導(dǎo)管疏水管道流流向了汽輪機(jī),以致出現(xiàn)汽機(jī)上下缸溫差過大現(xiàn)象,引發(fā)盤車電流晃動急劇,盤車比較困難。

        4.4解決措施

        將導(dǎo)管疏水和調(diào)節(jié)級高壓缸疏水接入單個疏水?dāng)U容器,然后進(jìn)入凝汽器,不與A側(cè)主汽門前疏水相連接,杜絕水倒流的可能性。高壓缸疏水參數(shù)較高,直接進(jìn)入凝汽器熱損失增大,經(jīng)過調(diào)節(jié)后,可在啟、停機(jī)時開啟疏水手動閥、高壓外缸疏水高排管道,經(jīng)高排逆止閥前疏水排走,一旦啟動,高壓外缸疏水可匯入高壓缸排氣,經(jīng)再熱進(jìn)入中壓缸做功。這樣不僅可以減少排向凝汽器的熱負(fù)荷,還可以減少因排入凝汽器疏水溫度過高引起的能量損失。主汽門前疏水A、B側(cè)和高旁閥門前仍保持原位置不變。

        5、汽機(jī)運(yùn)行管理維護(hù)措施

        要想保證汽機(jī)正常穩(wěn)定地運(yùn)行,就須針對引起汽機(jī)上下缸溫差大問題原因,采取合理有效的管理維護(hù)措施。

        5.1優(yōu)化設(shè)計,合理安裝

        汽機(jī)設(shè)計時,一般對疏水系統(tǒng)設(shè)計主要考慮疏水壓力分布情況,而未能將機(jī)組運(yùn)行后的負(fù)荷量因素予以充分考慮。這樣就會造成機(jī)組沖轉(zhuǎn)前開啟本體動力弱,造成疏水情況不理想。所以,在設(shè)計時,要將疏水壓力分布情況與汽機(jī)運(yùn)行負(fù)荷合并考慮,并對疏水管、進(jìn)排氣系統(tǒng)要合理布置,做到在全部疏水門開啟時各疏水管內(nèi)壓力要高于疏水箱及擴(kuò)容器的壓力。汽機(jī)安裝時,要嚴(yán)格按照設(shè)備廠商要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,同時更要做好管與氣缸連接處的密封工作。

        5.2做好上下缸溫差的檢測工作

        汽機(jī)在運(yùn)行進(jìn)程中,由于蒸汽溫度高和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦影響會產(chǎn)生很大熱量。因此及時做好汽機(jī)測溫工作,詳細(xì)做好記錄,并認(rèn)真分析采集的數(shù)據(jù),掌握氣缸各測溫點(diǎn)位的溫度及上下缸溫差變化情況,如果發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)及時采取對策予以處理,保障溫控指標(biāo)能夠處在正常范圍以內(nèi)。

        5.3嚴(yán)格控制設(shè)備及零件質(zhì)量

        在設(shè)備及零件采購時要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。要嚴(yán)格按照電廠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)購置,對所購置的噴嘴、輸水管、進(jìn)排氣管,抽氣管、密封墊等零部件型號、材質(zhì)等要嚴(yán)格把關(guān),并與汽機(jī)原廠部件相比較,確保新購零部件不低于原廠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),各項指標(biāo)均符合國家相關(guān)要求。運(yùn)輸時要做好安全防護(hù),防止設(shè)備及配件損壞。入庫時要整齊排放,做好防碰撞和防銹措施,保證設(shè)備及零部件質(zhì)量。

        5.4正確操作,加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)

        汽機(jī)開啟之前,要仔細(xì)檢查疏水系統(tǒng)密封情況以及是否暢通,檢查進(jìn)、排氣管、抽氣管狀態(tài),查驗測溫設(shè)備是否完好等。確保正常后,開始進(jìn)行暖管和沖轉(zhuǎn)工作。在汽機(jī)啟動、試運(yùn)轉(zhuǎn)時,要時刻關(guān)注上下氣缸溫差變化情況,并定期做好汽機(jī)維護(hù)保養(yǎng)工作,對易損零件進(jìn)行及時更換,從而防止上下缸溫差大問題的發(fā)生。

        6、結(jié)束語

        在整個的熱力發(fā)電廠體系當(dāng)中,疏水系統(tǒng)可以說是發(fā)電廠整體性熱力系統(tǒng)當(dāng)中十分重要且不能缺失的重要的組成部分,并且對發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行安全有著非常重要的影響。如果疏水系統(tǒng)的接入方式不恰當(dāng),輕則能夠引發(fā)震動、水擊等責(zé)任事故,嚴(yán)重的甚至能夠造成設(shè)備或者是管道的損壞,在國內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了很多起因為汽輪機(jī)在疏水過程中的不順暢而導(dǎo)致的責(zé)任事故,甚至還出現(xiàn)過嚴(yán)重的大軸彎曲的責(zé)任事故。在對疏水系統(tǒng)進(jìn)行改造之后,盤車的電流穩(wěn)定性會加強(qiáng),這種情況下汽機(jī)運(yùn)行中的上下缸的問溫差就會出現(xiàn)明顯縮小的趨勢,在投入較小的運(yùn)行費(fèi)用的前提之下,汽機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性也會得到明顯的提高,更好的保障了發(fā)電廠的健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1]關(guān)于電廠汽機(jī)設(shè)備運(yùn)行中的常見問題及技術(shù)研究[J].田師.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息.2018(12).

        [2]電廠汽機(jī)運(yùn)行調(diào)整中的問題分析[J].李登生,劉紅梅.中國新通信.2016(24).

        [3]電廠汽機(jī)運(yùn)行存在的問題及解決[J].李敏琦.裝備制造技術(shù).2017(05).

        (作者單位:平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司)

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