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论火力发电厂汽轮机的优化运行张兴鑫

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：张兴鑫

[导读] 摘要：从目前来看，火力发电厂汽轮机的运行还存在着较多的问题，亟待优化运行。

        （伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊宁市 835000）
        摘要：从目前来看，火力发电厂汽轮机的运行还存在着较多的问题，亟待优化运行。本文阐述了火力发电厂汽轮机类型，分析了火力发电厂汽轮机优化的相应措施，此外，以某火力发电厂汽轮机组的改造为例展开了深入探讨。
        关键词：火力发电厂；汽轮机；优化运行
        引言
        汽轮机高压抗燃油（GFR）系统是汽轮机调节与汽机保护系统的重要组成部分。GFR油系统作为阀门油动机的开关、调节起着至关重要的作用。GFR油系统的正常与否关系着机组能否上网和机组安全。
        1火力发电厂汽轮机类型
        1.1抽气设备
        火力发电厂汽轮机组会将射流式抽气机、容积式真空泵抽气机来作为辅机，其中，容积式真空抽气机的主要运行模式是离心式或液环式；而射流式抽气机则主要是不断地喷射气体来提高抽气设备的蒸汽压力。抽气设备是火力发电厂汽轮机组的主要组成部分，其主要作用在于：启动汽轮机组的同时抽出加热器、凝汽器等处的空气，以便能够及时创造出所需真空值。待汽轮机实现正常运行之后，为了能够对凝汽器的真空值进行有效维持，还可将凝汽器内的少量空气（由外界漏入）和不凝结气体抽出。
        1.2冷却设备
        火力发电厂汽轮机组所采用的冷却设备主要包括封闭式冷却设备与开放式冷却设备，其中，开放式冷却设备配备的电源系统为直流电源系统，封闭式冷却设备则主要是由冷却水箱、喷水池来进行组成。水温在冷却之后通常可以维持在5~10℃，既可提高火力发电厂的经济效益，又可降低汽轮机组的运行成本。
        1.3凝汽设备
        凝汽设备可细分为凝结水泵、抽水设备、冷凝器等多个设备，若运行周期内凝汽设备的涡轮排气状态为真空状态，那么就可大幅度提高火力发电厂的生产效率与工作质量，无疑会有利于火力发电厂的可持续性发展。
        2影响汽轮机调节油系统运行主要理化指标
        2.1水分含量
        水分含量增加会引起水解，生成酸性磷酸酯和酚，并进一步反应生成低分子酸和高分子老化产物。而产生的酸性产物又会催化油品分解，导致油品酸值不断提高。一般情况下，油的水分来源主要是吸收空气中的潮气如油箱盖密封不严、干燥剂失效等情况。
        2.2酸值
        酸值升高会导致抗燃油产生沉淀、气泡和空气间隔等问题。由于抗燃油是由磷酸酯构成的根据磷酸酯的物理和化学特性，它极易主动吸附空气中的水分，水解反应水是磷酸酯产生酸的主要催化剂，磷酸酯的水解反应在水分含量大于300mg/kg时开始加速，磷酸酯水后会产生大量的强酸和弱酸，继而造成磷酸酯抗燃油的酸值升高。酸值过高，不仅加速抗燃油的降解缩短使用寿命，更是容易腐蚀电液调速系统的伺服阀，腐蚀电液调速系统的伺服阀，从而造成整个调速系统的动作不准确性；同时不同程度地影响油的电阻率、颗粒度等性能指标。
        2.3体积电阻率
        电阻率是抗燃油的一项非常重要的电化学性能控制指标，体积电阻率超标有可能引起油系统调速部套的电化学腐蚀。尤其是在伺服阀内，由于油流及油流形态的变化，极易发生电化学腐蚀。电阻率越低，电化学腐蚀就越严重。
        2.4颗粒磨损度
        由于酸值、电阻率等指标超标引起金属腐蚀产生的颗粒，以及在补油、取样时由外界进入颗粒，造成油循环时会对伺服阀产生一定的磨损。电厂磷酸酯抗燃油作为调节系统的动力油，具有一定的耐高温、抗老化的能力，但是伴随着机组运行周期年份的增加，在使用过程中由于磷酸酯抗燃油自身及外部因素的影响，势必会出现油质劣化的现象，主要表现为酸值升高、水分增加、电阻率下降、颗粒污染等，从而影响汽轮机调节油系统的正常运行。

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        3火力发电厂汽机辅机优化的相应措施
        3.1给水泵的优化
        火力发电厂汽轮机组中最为常见的给水泵模式为定速水泵和变速给水泵，其中，变速给水泵可基于给水泵的平移速度来实现控制，定速给水泵则可基于锅炉的运行情况来实现控制。若给水泵的运行状态始终为低负荷，那么必然会对给水泵阀门造成较大的影响。有鉴于此，务必要对给水泵进行优化，动态调节给水泵的运行状态，以便能够尽量地减低水资源的消耗量。通常而言，给水泵若处于低负荷的状态，其转速控制在3000r/min较为适宜。
        3.2凝汽器真空抽气系统优化
        火力发电厂汽轮机组的凝汽器真空抽气系统经常会出现故障，并且还会有气体泄漏的事件出现，造成水环真空泵出现较为严重的超载现象，危害到了汽轮机系统，优化凝汽器真空抽气系统就显得尤为重要，在火力发电厂汽轮机系统运行中，要定期检查、维护真空装置设备，特别要注意检查分离器的水位、润滑油的油位是否处于正常状态，泵体运行是否处于正常状态，电机轴承振动频率处于合理范围等。
        3.3汽轮机转子结垢处理
        （１）由于汽轮机转子动平衡受到破坏，需对汽轮机转子返厂做动平衡实验，在转子做动平衡前需清理转子表面结垢，并对转子做着色检查，未发现缺陷。转子在动平衡试验机上转动后发现，首级叶轮及二级叶轮相位不平衡量在13～57ｇ左右，标准为30ｇ，随后对转子进行不同转速下的调试，调试后对首级、二级叶轮进行打磨、加平衡块调整。由于转子存在较大问题，调试后转子的相位不平衡量接近标准数值。
        （２）对汽轮机主汽门前过滤器、叶轮机级间密封、汽轮机前、后气封结垢进行清理，部分梳齿密封块进行更换，转子动平衡调试完成后，回装转子，调试各动、静之间间隙在指标要求内。
        （３）针对过热蒸汽品质差的问题，采取调整药剂的措施，将原使用的药剂磷酸三钠改为化学药剂Ｗ800，更换后高压蒸汽品质明显好转，经分析，蒸汽中的钠含量≤2.56μｇ／ｋｇ，二氧化硅含量≤4.26μｇ／ｋｇ。当汽轮机再次拆检时，发现汽轮机通流部分及转子表面干净无结垢。
        3.4前后轴端梳齿密封处理
        根据汽轮机前、后轴承箱的轴端梳齿密封磨损情况分别进行处理，前轴承箱的轴端梳齿密封磨损情况较轻，对其进行修复，后轴承箱的轴端梳齿密封磨损比较严重，则进行更换。同时，对前后轴端密封进行技术改造，在轴端密封外侧钻出１０的圆孔，与氮气管线连接，使用减压后３０ｋＰａ的低压氮气向轴承箱内吹氮气，并在轴端密封最内侧两个梳齿下部钻出３个５圆孔作为回油，其密封原理类似于干气密封后置隔离气。经过改造后，汽轮机前、后轴承箱的轴端密封处漏油消失。
        3.5关于汽轮机的养护工作
        对汽轮机进行日常养护工作，尽可能地延长汽轮机组的使用寿命，在进行汽轮机的养护工作时，要对汽轮机的外部和内部进行全面的检查，必要时可以请相关专家来进行检查，可以制定相关的养护措施，以及养护计划，定期地对汽轮机组进行问题排查和故障检修，虽然我国电厂自改革开放以来有了重大突破，但是相关的养护工作还是不够完善，因此，电厂应该积极地完善自身的养护计划和措施，尽可能地减小，因为养护工作不完善而造成的经济损失。
        结语
        通过对汽轮机运行过程中出现的问题进行分析总结，及时判断汽轮机振动高的原因，并结合实际情况进行调整优化，及时有效地解决了汽轮机振动高的问题，为汽轮机长期运行积累了宝贵的经验，从而确保机组长周期稳定运行。
        参考文献
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        [2]冯福祥.火力发电厂汽轮机运行管理与优化[J].科技视界，2015，18(35):97.
        [3]胡雨双.火力发电厂汽轮机的优化运行思考[J].黑龙江科学，2016，19(6):74-75.