高艷飛

（陜西北元集團(tuán)錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

引言

縱觀當(dāng)前電廠發(fā)展的形勢(shì)，諸多電廠企業(yè)使用的汽輪機(jī)都具有高能耗、低效率的特點(diǎn)，再加上物價(jià)上漲，各種能源在工業(yè)中成本的不斷增加，很多企業(yè)都采用真空汽輪機(jī)進(jìn)行效率的提升以及經(jīng)濟(jì)效益的提高，減少企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的日常成本投入。錦源化工熱電分廠2×130 t鍋爐+2×25 MW項(xiàng)目，汽輪機(jī)是由青島捷能集團(tuán)有限公司2010年制造的N25-3.43型中溫、中壓、單缸、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。兩臺(tái)鍋爐為太原鍋爐集團(tuán)生產(chǎn)的中溫中壓的CFB鍋爐，鍋爐型號(hào)為：TG-130/3.82-M10，額定蒸發(fā)量130 t/h，額定壓力3.82 MPa。真空是影響汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)之一，機(jī)組真空值下降，導(dǎo)致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽輪機(jī)蒸汽循環(huán)的效率下降。機(jī)組真空值過(guò)低，煤耗增大，影響電廠經(jīng)濟(jì)效益。因此，企業(yè)可以提高汽輪機(jī)真空值，降低煤耗，提高機(jī)組發(fā)電量，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1 汽輪機(jī)真空下降的原因

機(jī)組真空值下降，導(dǎo)致發(fā)電煤耗上升，發(fā)電生產(chǎn)成本增加，直接影響熱電分廠經(jīng)營(yíng)效益。真空值每提高1 kPa，煤耗降低1.2 g/（kW·h）節(jié)約煤360 t，節(jié)約費(fèi)用36萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)對(duì)錦源化工熱電分廠汽輪機(jī)真空值的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)2021年5月—2021年7月份機(jī)組真空值為70.45 kPa、70.26 kPa、70.12 kPa，真空值有所下降，具體見(jiàn)圖1。下面就可能導(dǎo)致汽輪機(jī)組真空值下降的原因展開分析。

圖1 2021年5月—2021年7月錦源化工熱電分廠汽輪機(jī)真空值

1.1 真空系統(tǒng)原因

正常情況下，循環(huán)水是汽輪機(jī)真空泵出力高效運(yùn)作的基礎(chǔ)，當(dāng)循環(huán)水水量不夠或者溫度過(guò)高的時(shí)候就會(huì)影響真空環(huán)境。循環(huán)水水量不足主要是因?yàn)樗霉收匣蚱屏?，空氣進(jìn)入或者進(jìn)出口因?yàn)闉V網(wǎng)堵塞致使循環(huán)水不能流出，從而造成循環(huán)水供應(yīng)不足，空氣進(jìn)入水泵，真空狀態(tài)降低；循環(huán)水溫過(guò)高則是因?yàn)榧竟?jié)的原因，當(dāng)處于夏天室溫較高，循環(huán)水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)出現(xiàn)溫度升高的問(wèn)題，從而引發(fā)汽輪機(jī)真空值下降的問(wèn)題。

1.2 凝汽器原因

汽輪機(jī)主要蒸汽管的進(jìn)出水口以及排汽口都會(huì)與凝汽器連接，因此如果凝汽器出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)直接造成汽輪機(jī)的故障。通常來(lái)說(shuō)，凝汽器的故障來(lái)源主要包括三方面：一是由于風(fēng)力不夠，冷卻面積減少，不能進(jìn)行及時(shí)蒸汽并凝結(jié)，從而影響真空狀態(tài)；二是進(jìn)出水口的壓力差過(guò)大，造成排汽口不通暢；三是因?yàn)樾孤兜某霈F(xiàn)，當(dāng)安裝或者長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)等過(guò)程中，造成了漏點(diǎn)的出現(xiàn)，進(jìn)而引發(fā)凝汽器故障，降低真空度。

1.3 低壓軸封原因

低壓軸封也處于真空中，間隙與運(yùn)行壓力緊密關(guān)聯(lián)，也會(huì)影響到汽輪機(jī)的真空狀態(tài)。假如低壓軸封工作出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)致使空氣進(jìn)入，降低真空值。低壓軸封的問(wèn)題包括：一方面壓力不足，空氣進(jìn)入，或者壓力控制器故障，供汽出現(xiàn)問(wèn)題；另外操作不當(dāng)或不及時(shí)，造成軸封壓力的變動(dòng)沒(méi)有被及時(shí)察覺(jué)并調(diào)整；再有軸封結(jié)構(gòu)不佳，上下不分抗壓度不同引發(fā)密閉出現(xiàn)問(wèn)題；最后就是均壓箱的溫度與壓力不夠，造成真空泄露。

1.4 冷卻裝置原因

冷卻裝置是汽輪機(jī)組真空保障的重要方面，空冷系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，也會(huì)影響到汽輪機(jī)的真空狀態(tài)。假如空冷系統(tǒng)工作出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)致使空氣進(jìn)入，降低真空。引發(fā)空冷系統(tǒng)故障的因素很多：一是當(dāng)冷卻裝置中冷卻風(fēng)室的密閉性不夠，冷卻小室門沒(méi)有關(guān)嚴(yán)的話，就會(huì)導(dǎo)致冷卻溫度不夠，就不能夠進(jìn)行蒸汽的有效凝結(jié)，也就不能夠及時(shí)進(jìn)入凝汽器；二是霧化噴淋長(zhǎng)期連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)由于堵塞等造成工作效率降低，從而影響蒸汽的凝結(jié)效率；三是冷卻風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率降低，例如風(fēng)機(jī)油不足或風(fēng)機(jī)故障等也會(huì)影響空冷風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從而影響正常空冷系統(tǒng)效果。

2 汽輪機(jī)真空提升的措施研究

2.1 定期檢修維護(hù)

提升汽輪機(jī)真空的重要措施就是要進(jìn)行及時(shí)與定期的檢修維護(hù)工作，也就是借助一些檢測(cè)手段，對(duì)汽輪機(jī)的真空運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的檢查，保證良好的真空情況。目前主要的檢查方式一是運(yùn)用肥皂泡沫的方式，也就是對(duì)一些容易出現(xiàn)真空問(wèn)題的地方進(jìn)行肥皂泡的涂抹，通過(guò)觀察肥皂泡的狀態(tài)進(jìn)行是否出現(xiàn)泄露的判斷，但是只有在進(jìn)行大規(guī)模檢查的時(shí)候才會(huì)應(yīng)用這種方式；二是運(yùn)用火燭辦法，與肥皂泡的方式相近，但是操作復(fù)雜且效率低下，所以不經(jīng)常使用；三是超聲波方式，這種方式有著較多的優(yōu)點(diǎn)，操作簡(jiǎn)單并且效率高，但是精確度并不是特別高。此外還有一些其他的檢測(cè)方式，但是每種都有著其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，要想保證設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)正常，應(yīng)當(dāng)結(jié)合企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行具體檢測(cè)方式的確定[2]。

2.2 真空泵運(yùn)行信息化

汽輪機(jī)的真空狀況與真空系統(tǒng)的運(yùn)行有著直接的關(guān)聯(lián)，而且循環(huán)水的溫度也會(huì)對(duì)真空的狀況形成直接的影響。真空系統(tǒng)的工作變動(dòng)就會(huì)影響其電量的消耗，降低循環(huán)水的溫度就能夠提高凝汽器的真空狀況。但是由于真空值提升也是需要控制到一定的范圍之內(nèi)的，因此在進(jìn)行實(shí)際工作當(dāng)中，我們需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行真空系統(tǒng)型號(hào)進(jìn)行調(diào)整。例如真空泵水位減少的時(shí)候進(jìn)行真空值的下降。這種情況下我們完全可以借助先進(jìn)的信息化技術(shù)的方式，引進(jìn)一些在線監(jiān)控系統(tǒng)或信息化平臺(tái)的方式，進(jìn)行及時(shí)進(jìn)行真空系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)控與調(diào)整，進(jìn)而保證汽輪機(jī)真空狀況。

2.3 優(yōu)化汽封及軸封

在汽封密閉性方面，可以選擇使用密閉性較高的汽封材料，降低泄露故障發(fā)生頻率。而對(duì)于前面所提到的軸封問(wèn)題，需要針對(duì)具體的軸封問(wèn)題原因進(jìn)行具體的措施選用。鑒于目前軸封故障的主要方面在于加熱器質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)的情況，假如軸封加熱器出現(xiàn)故障，就會(huì)造成真空狀況降低。為了減少這一情況的發(fā)生，可以通過(guò)及時(shí)進(jìn)行軸封溫度的監(jiān)控、進(jìn)行均壓箱溫度及壓力監(jiān)控以及進(jìn)行水封筒的檢查等方面工作，從而維持設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是因?yàn)椴煌髽I(yè)實(shí)際情況的不同，進(jìn)行系統(tǒng)改裝之后還要根據(jù)企業(yè)實(shí)際的運(yùn)行符合進(jìn)行具體的調(diào)整工作，從而確保軸封能夠始終處于有序運(yùn)作的狀態(tài)當(dāng)中，保證高度的密封性，提升汽輪機(jī)的真空狀況。

2.4 汽輪機(jī)真空提升效果分析

Cpk值是過(guò)程能力指數(shù)值，是指過(guò)程能力滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)，也叫工序能力指數(shù)，指的是工序在一定時(shí)間里處于控制狀態(tài)下的實(shí)際加工能力。根據(jù)上圖分析可看出，錦源化工熱電分廠汽輪機(jī)去年的真空Cpk值為0.46，通過(guò)改善后真空的Cpk值升高到0.92，改善效果明顯，但單純從圖可看出上述數(shù)據(jù)還有改善的空間，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

3 結(jié)語(yǔ)

電廠汽輪機(jī)的真空提升直接影響其經(jīng)濟(jì)效益，相關(guān)工作者應(yīng)從多角度分析真空降低的原因進(jìn)行針對(duì)性真空提升的策略研究，降低電廠運(yùn)行過(guò)程中的資源浪費(fèi)與成本損耗，推動(dòng)電廠企業(yè)朝向更為穩(wěn)定、長(zhǎng)久、健康的方向發(fā)展，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。