火电汽轮机新机调试中的常见问题探究

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年3月第7期   作者:圣山松
[导读] 汽轮机是实现蒸汽热能向机械能转化的重要设备
        圣山松
        国能铜陵发电有限公司 安徽省铜陵市 244000
        摘要:汽轮机是实现蒸汽热能向机械能转化的重要设备,在火力发电领域,汽轮机设备的有效应用,为日常发电任务的进行提供了关键性保障。从设备管理的视角分析,在购置、使用新机的过程中,调试工作是否有序落实,将直接关系到后续生产中汽轮机能否处于健康的运行状态。本文围绕汽轮机的新机调试问题展开讨论,立足于笔者自身的设备管理经验,重点分析调试工作中的普遍性问题,希望对新机的使用提供一定的参考。
        关键词:火力发电;设备管理;汽轮机;新机调试
引言
        按照汽轮机使用规程,在新机投产以前,火电厂需要组织技术人员对汽轮机设备进行严格调试。就汽轮机设备的运行原理以及内部结构来看,调试工作对参与人员的技术水平以及经验要求相对严格,且调试过程中发现的各类问题,都需要调试人员在充分理解设备原理、结构的基础上进行异常状态或者故障表现的有效诊断,追根溯源,查找异常现象的由来,据此完成整个调试工作,保证新机设备能够健康运行。
1 火电厂汽轮机新机调试常见问题
1.1 真空系统的严密性不符合标准
        在新机调试中,真空系统的严密性测试是整个调试项目的重点,系统的严密性会直接影响到蒸汽热能向机械能转化的效率,甚至对生产现场的安全性构成威胁。基于设备原理分析严密性不符合标准原因,考虑与以下因素有关:(1)蒸汽带入;(2)排气缸、回热系统等部分的严密性差。在严密性不足的状况下,设备运行期间,外界的空气会通过多种途径进入凝汽器,并导致设备出现以下问题:(1)循环效率降低;(2)抽真空设备的能耗增加;(3)热传动系数降低。不仅如此,在外界空气的影响下,汽轮机内部材料的腐蚀风险增加,设备寿命将受到不同程度的影响。
1.2 润滑油系统异常
        机械构件的稳定运行一般需要有可靠的润滑油系统作为支撑,对于汽轮机设备,润滑油系统提供的油流是否稳定、连续,直接关系到相应机械构件是否能够健康运行。在生产实践中,因为润滑油系统出现油流中断故障引起的轴承损坏等问题并不少见,此类故障的发生直接说明了润滑油系统调试的重要价值。总结既往润滑油系统检出的高频异常问题,在新机调试阶段,调试人员需要警惕如下问题:(1)冷却油温数值异常;(2)压力管道存在内漏问题;(3)循环工艺控制问题。
1.3 瓦振、轴振问题
        根据汽轮机设备的调试方案,超速试验是验证汽轮机设备性能的重要方式,瓦振、轴振问题是超速试验中常见的异常现象。考虑到瓦振、轴振超标以及数值不稳定给机组健康运行带来的直接威胁,调试人员在发现异常以后需要立即中止试验,对试验测定的数据进行如实记录并分析,根据试验结果严格检查汽轮机的轴承部分。在检查过程中,除了对数据超标、不稳定的表现与原因进行分析外,还需要进一步探究导致结果的各类可能因素。
1.4 上下气缸温差过大
        气缸温度是调试阶段需要严格测定的一项技术参数,在正常情况下,设备的起动以及停机都会带来气缸上半部、下半部的温度差异,继而增加气缸的变形风险,这种风险主要表现为:(1)增加叶片、围带的损坏风险;(2)导致气缸向下弯曲。对于气缸温差与挠度之间的关联,有试验数据表明,在上部、下部的温度差值超过100℃时,气缸的挠度可达到1mm。在运行过程中,温差数值一般为10℃,参考试验获得的结论,此时的气缸挠度在0.1mm左右。设备的径向间隙一般在0.5mm左右,在气缸温差超过50℃以后,设备启动可直接增加径向汽封的摩擦风险以及围带铆钉损坏,甚至酝酿成严重的安全事故[1]。基于上述分析,在新机调试阶段,调试人员需要注意测定起动、停机状态气缸的温差数值,确保其在正常值范围内。


2 火电厂汽轮机新机调试问题的应对措施
2.1 真空系统严密性的解决
        在新机调试阶段,对真空系统的严密性进行检查,是保证真空系统能够正常运行的关键性措施。而从保障系统严密性的角度考虑,技术人员需要根据新机调试的结果制定定期试验计划,及时掌握设备的循环效率、热传动系数等关键参数,以及抽真空设备的功耗变化,据此分析真空系统的严密性[2]。在试验前,测试人员需要正确停机抽气设备,并注意控制其他可影响试验结果的因素;在检修期间,可采用氦质谱检漏仪对真空系统的严密性进行检查。
2.2 润滑油系统的调整
        润滑油系统调试与检修的重点在于及时发现供油问题,最大限度降低润滑油供应中断现象的发生概率。结合笔者既往的调试经验分析,润滑油系统的异常集中表现为:(1)油位异常下降;(2)油门不严密。若发现油位下降至最低水平,运维人员应当及时补充润滑油,并注意控制润滑油的品质与种类,避免多种润滑油的混合使用。对于油门不严密的情况,运维人员需要分析问题的由来,同步采取手动关闭的方式,保证油门处于紧密状态,必要时应尽快更换元件。对于非上述两种表现的润滑油系统故障,为避免故障的进一步扩大,技术人员应当及时开具停机检修单,对设备进行紧急停机,并对故障进行全面检查[3]。
2.3瓦振、轴振问题的解决
        在设备调试中,瓦振、轴振问题需要根据数值的异常情况以及故障表现对数值超标、不稳定的原因进行综合性判断,并从病因入手,解决瓦振、轴振问题。例如,笔者在某次超速试验中发现了两组汽轮机的测定数值存在异常,为明确数值超标、不稳定的原因,笔者对设备的轴承部分进行了检查,结果发现,其中一组汽轮机的轴颈处存在比较严重的磨损,而另一组汽轮机的轴承箱中有明显的铜屑。为掌握铜屑出现的原因,笔者对该设备进行了解体检查,结果发现,铜屑来源于盘车铜套,提示铜套制作所用的材料存在质量问题。
2.4 上下气缸温差问题的解决
        针对上下气缸温差过大问题,技术人员应当根据设备的特性等制定可行的温差控制方案[4]。首先,气缸疏水条件是影响上部、下部温度数值的重要因素,在现有技术条件下改善气缸的疏水条件,能够有效避免疏水底部残留带来的温差过高风险。其次,对于下部气缸温度过低现象,技术人员可根据设备结构设计保温措施,如完善挡风板、控制冷空气对流等。最后,从调试安全性的角度考虑,调试人员在实施各项检测项目以及调整措施前,都需要根据调试的内容以及调整方案做好全面准备,如调试前的消防保障,调试所需测定设备设施的准备等。
3 结语
        设备的有效调试与维护是火电厂正常运行不可缺少的要素。在火电厂生产任务中,因为汽轮机设备异常带来的生产风险、发电成本增加等一系列问题,直接反映了汽轮机设备运维的重要程度。而对于新购置汽轮机,做好必要的调试工作,针对调试过程中发现的各类问题进行调整或更换元件、设备,是保证汽轮机正常运行、机组安全生产的必要条件。在落实新机调试任务时,调试人员需要抓住产品的质量、性能特性,制定完善的调试方案,保证调试项目的全面性与完备性。
参考文献
        [1] 龚利明. 汽轮机组的安装与调试技术应用研究[J]. 赤子, 2019, (006):279.
        [2] 戴杰. 燃煤电站汽轮机安装、调试及管理研究[J]. 山东工业技术, 2019, 284(06):209.
        [3] 郭志伟. 火电厂汽轮机安装中的常见问题解析[J]. 西北电建, 2020(2):21-23.
        [4] 戴杰. 电厂600MW汽轮机组安装调试中的问题分析与处理措施[J]. 山东工业技术, 2019, 285(07):190-190.
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