火电厂汽轮机优化运行措施的研究

发表时间:2020/6/5   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:申海文
[导读] 摘要:汽轮机是火电厂的重要的设备,汽轮机如果出现故障,不仅会影响火电厂的经济效益,也会影响其社会效益。
        (山西漳山发电有限责任公司  山西省长治市  046021)
        摘要:汽轮机是火电厂的重要的设备,汽轮机如果出现故障,不仅会影响火电厂的经济效益,也会影响其社会效益。所以电厂的工作人员必须确保汽轮机能够正常运行,并提高运行效率,以便于减少资源的浪费。本文针对火电厂气机运行过程中所出现的问题及汽轮机管理的必要性进行分析,希望可以为广大的工程技术人员和科研人员提供一定的参考。
        关键词:火电厂;汽轮机;运行
        引言
        火力发电是我国电能的重要来源之一,对人们的生活和社会的发展有着重要的作用。作为影响火力发电的重要因素,汽轮机对火电厂的重要性不言而喻,所以必须针对火电厂的汽轮机管理工作进行加强。汽轮机在运行过程中由于各种因素的影响,经常会造成其运行效率低下或者降低了设备的稳定运行时间。技术人员在进行汽轮机状态的诊断时,应该结合实际情况针对不同的问题所发生的原因进行细致的分析,然后在此基础上提出相应的解决策略,从而不断提高汽轮机的运行效率和稳定运行时长,这对于火电厂的平稳运行有着重要的作用和意义。
        1电厂汽轮机运行中的常见问题
        1.1汽轮机效率过低
        火电厂汽轮机的相关技术目前来看并不十分完善,往往需要进行不断的改进和升级维护工作。在机组投运后,汽轮机往往还会存在一些现在的问题和技术缺陷,造成运行效率过低,主要有以下因素造成。(1)火电厂汽轮机的内部和外部损失。(2)通流部分反向布置的结构和汽轮机高中压合缸可以使转子的推力被大幅度的平衡掉,但同时由于合缸布置使得高压部分的少量蒸汽会向相邻的中压部分泄漏。尽管一般轴封的汽封片数较多,但由于漏气点和汇入点之间的蒸汽压差较大,因此这部分漏气量通常较大,也会出现火电厂汽轮机效率偏低。(3)背压过高(真空过低)导致汽轮机效率偏低。对于采用循环水来冷凝汽轮机组排汽的电厂,由于冷却塔维护不好,淋水填料严重脱落、结垢,造成冷却塔效率下降,凝汽器真空低。对于采用空气作为冷源来冷凝汽轮机组排汽的电厂,由于维护不当,散热翅片表面积灰严重,造成背压高。
        1.2叶片损坏
        电厂汽轮机的叶片主要包括动叶片与静叶片两种,易出现叶片损坏事故的主要是动叶片。电厂汽轮机转速极高,一般都在3000 r/min,在这种高速转动的情况下,动叶片承受着很大的离心力。汽轮机的动叶片长期处于这样一种状态,难免不会因为运行工况的恶劣而出现损坏。动叶片的损坏会使汽轮机的运行状态发生极大的改变,导致汽轮机的振动加剧;如果叶片断裂后落入汽轮机中,有可能打坏本级叶片或者其它级的叶片,造成严重后果;如果是汽轮机末级叶片断裂还有可能落入凝汽器,将管束打坏,引发严重后果。
        1.3异常振动
        汽轮机的异常振动对火力发电厂设备的安全运行影响很大。一般来说,汽轮机振动异常的产生是多种缺陷的一种综合反馈。例如,进汽参数异常、疏水不畅、油温异常、油品不达标、轴承内部存在一些隐含的缺陷、运行过程中的一些隐患因素等等都会导致异常振动。因此,只有经过对各处的连接情况、安装的精度情况、设备的磨损程度进行相关的检查,对振动的超标情况进行合理的把控与分析,对检测结果进行合理的分析,并对隐藏的故障点进行科学的排查,才能够将汽轮机投入正常的生产使用中,以避免由于故障问题造成设备运行的稳定性不足,给生产带来严重的损害。
        2火电厂汽轮机运行优化要点分析
        2.1加强对汽轮机轴承的运行维护
        在汽轮机运行时要加强对其轴承工作监视。汽轮机供油系统由主油泵向汽轮发电机各轴承提供润滑油及调节保安系统提供压力油。汽轮机正常运行时,对其轴承的温度要认真监视,发现偏高及时做好记录,并分析原因采取措施使其正常。检查汽轮机主油箱的油位是否处于正常的油位处,如发现油位下降,应对照就地和远传油位进行确认,确实下降应检查主油箱事故放油门或取样门是否误开,油净化装置是否跑油,运行冷油器是否漏油。及时排除漏点,并及时联系补油至正常油位,做好防火措施。认真监视轴承振动,发现振动偏大及时分析原因,采取相应措施使其正常。保证机组安全可靠运行,增加火电厂的经济效益与社会效益。


        2.2给水泵运行优化
        给水泵作为汽轮机的重要辅机,优化给水泵的运行对火电厂发电效率的提高有不可或缺的作用。以现存600MW和300MW火电机组为例:给水泵通常配置三台电动给水泵,运行过程中实行两运一备。在实际运行中,高负荷工况下必须两台电动给水泵同时运行才能保证给水量;在低负荷工况下,一台电动给水泵即能满足给水量。可以考虑在低负荷工况下停运一台电动给水泵,来实现提高机组效率。但是,单台给水泵运行需要考虑到电动给水泵频繁启停对设备本身造成的损害,这就需要在提高效率和电动给水泵折旧费用以及维护费用的提高找到平衡点,以期达到最经济的运行效果。另外,为使给水泵可靠运行,要定期检测给水泵润滑油油质,对于油质下降的给水泵要及时虑油,给电动给水泵提供可靠的运行环境。
        2.3 轴封系统优化
        轴封系统对汽轮机安全稳定的运行和经济运行具有重要影响。轴封间隙是轴封系统的一个重要参数,轴封间隙过大时汽轮机会出现汽轮机漏气量增加,而轴封间隙过小时,轴封齿很容易被磨损,造成设备的损坏,进一步加大漏气量。漏气量加大后,原用于做功的蒸汽会将相当一部分热量加热了汽轮机的大轴,这导致汽轮机的胀差会增大,对汽轮机的安全运行造成很大的不良影响。优化汽轮机的轴封系统主要是减小轴封间隙,在安全的轴封间隙范围内,对轴封齿和汽封齿的高度进行调整。只有保证了汽轮机安全运行的情况下,使蒸汽在汽轮机内最大量的通过叶片流通,减少级间漏气量才能提高汽轮机的热效率,以及使汽轮机和外界有效的隔绝,防止大量的蒸汽漏到汽轮机外。通过技术改良,解决好汽轮机轴封系统优化的问题,确保达到节能目标,实现安全运行,具有很大的现实意义。
        2.4 回热加热器优化
        回热加热器是利用汽轮机中一定量做功结束的蒸汽加热给水,避免了这部分蒸汽回到凝汽器,热量被空气带走,造成冷源损失,所以回热加热器对汽轮机组的运行效率影响很大。只有全面优化回热加热器的运行方式,才能最大程度提升机组的运行效率。影响回热加热器经济性的主要参数为回热加热分配、相应的最佳给水温度和回热级数,三者紧密联系,相互影响。但这些参数在机组设计之初已经确定,只需要运行人员在运行过程中,严格按照机组设计参数及时调整回热加热器的水位,保证每一级回热加热器的水侧出水温度与机组相应工况下的设计时参数相符合,就可以达到回热加热器的最优运行状态。综上,运行人员在运行过程中,做到及时调整加热器水位,维持回热加热器有合理的上、下端差,进而使回热加热器出口水温和设计参数相符,就能使有效降低机组的冷源损失,提高汽轮机组的热效率。
        2.5凝汽器真空抽气系统优化
        提高汽轮机组的运行效率,凝汽器真空抽气系统是主要的优化对象。在运行过程中需要不断总结经验,提出完善的优化方案,才能保证优化效果与质量。一是明确故障点:在运行中发现机组背压不正常升高要及时反馈,查看设备运行的情况,找到漏空点,及时切除。二是设备运行正常:在真空泵故障时会出现真空泵出力下降的情况,这种情况往往伴随真空泵电流上升,机组背压下降的现象,运行人员要及时发现,并切除故障真空泵,通知维护人员处理。三是维持最佳真空:在运行中机组背压过高会造成汽轮机蒸汽做功能力变差,是汽轮机热效率下降;汽轮机真空过低会造成冷却系统出力增大以及低压缸排气阻塞,严重时汽轮机末级叶片振动增大,从而会造成汽轮机热效率下降,所以在运行中必须保持最佳真空运行。针对凝汽器真空抽汽系统的优化,对于提高汽轮机效率是必要的。
        2.6提高汽轮机组初参数
        提高汽轮机组进汽参数对提高汽轮机热效率具有至关重要的作用。在机组设计之初,初参数就已经被确定。通过改变机组的设计以及动力材料的种类来提高机组初参数需要大量的费用,综合经济效果不好,没有实际意义。只能在设计参数的范围内,尽可能提高汽轮机组进汽参数。这就需要合理调整锅炉燃烧,在工况变化时及时作出相应调整,保证蒸汽初参数在一个较高的范围内。但是,初参数过高往往会导致工况变化过程中调整不及时蒸汽参数超出设计值,对机组的安全运行产生不良影响。所以,运行人员在运行过程中需要灵活把握初参数调整。
        结束语
        汽轮机的经济、稳定运行是火力发电厂安全经济运行的基础。只有全面提高生产质量,建立起以节能减排、保护环境为理念的创新工作思路,从各方面入手,积极优化汽轮机的运行措施,才能提高汽轮机的热效率以及汽轮机的稳定运行时间。
        参考文献:
        [1]贺晓怡,刘一凡.火电厂汽轮机组节能影响因素分析及其降耗对策[J].山东工业技术,2019(11):169.
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