火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的原理與熱工保護(hù)的可靠性分析

張旭

摘要：汽輪機(jī)作為當(dāng)前火力發(fā)電廠機(jī)組的重要組成部分，其運行的可靠性和安全性直接影響著整個機(jī)組的穩(wěn)定運行。本文結(jié)合火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的工作原理，對其熱工保護(hù)的可靠性進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠 汽輪機(jī) 原理 熱工保護(hù) 可靠性

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會對于電力的需求不斷增加，電力能源在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們的日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。為了滿足電力市場的需求，火電廠的總裝機(jī)容量和單機(jī)容量不斷增大，超臨界機(jī)組、超超臨界機(jī)組相繼投入使用，對于汽輪機(jī)的熱工保護(hù)也提出了更高的要求。對于工作人員而言，采取合理有效的措施，提高熱工保護(hù)的可靠性，保障汽輪機(jī)的穩(wěn)定運行，是非常重要的。

1.汽輪機(jī)工作原理

汽輪機(jī)，是一種能夠?qū)⒄羝芰哭D(zhuǎn)化為機(jī)械動力的旋轉(zhuǎn)式動力機(jī)械，也可以稱為蒸汽透平，主要是作為發(fā)電用的原動機(jī)使用，也可以作為驅(qū)動設(shè)備，直接驅(qū)動各種風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)以及船舶的螺旋槳等。汽輪機(jī)的工作原理，主要是將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，當(dāng)鍋爐蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，依次經(jīng)過一系列環(huán)形配置的噴嘴和動葉，從而將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。不同工作原理的汽輪機(jī)，其最大的差異，就是蒸汽在汽輪機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換方式不同。與傳統(tǒng)的往復(fù)式蒸汽機(jī)相比，汽輪機(jī)中的蒸汽流動是連續(xù)、高速的，單位面積中能夠通過的蒸汽流量大，因此相對而言，功率較大。大功率的汽輪機(jī)可以采用較高的蒸汽壓力和溫度，因此具備較高的熱效率，在火力發(fā)電中的作用是十分巨大的。

2.提高汽輪機(jī)熱工保護(hù)可靠性的措施

火電廠的發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其運行方式也十分繁瑣，而且各個部分相互聯(lián)系，相輔相成，如果其中的任何一個部分出現(xiàn)問題或故障，則整個機(jī)組就難以正常運行，甚至陷入癱瘓。因此，熱工保護(hù)是火力發(fā)電機(jī)組不可或缺的重要組成部分，提升熱工保護(hù)的可靠性，對于提升整個發(fā)電機(jī)組設(shè)備的可靠性和安全性而言有著非常重要的意義和作用。熱工保護(hù)的主要作用，是當(dāng)機(jī)組在啟動和運行過程中發(fā)生危及設(shè)備安全的危險時，使其能自動采取保護(hù)或控制，防止事故擴(kuò)大，保護(hù)機(jī)組設(shè)備的安全。熱工保護(hù)的動作形式包括報警、連鎖、跳閘等，與其他保護(hù)措施相比，熱工保護(hù)的特點包括：①可靠性高。保護(hù)系統(tǒng)選擇的多為轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠的檢測變速器，如各種壓力開關(guān)、溫度開關(guān)等，在任何情況下，保護(hù)系統(tǒng)都能夠獨立工作，不會受到其他因素的影響；②設(shè)置切換開關(guān)。當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)該能夠從投入位置切換到解列位置，以方便進(jìn)行檢修；③寧可誤動，不可拒動。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)異常工況和故障時，要求保護(hù)系統(tǒng)能夠在第一時間采取正確動作，考慮到拒動相比于誤動的損失更加嚴(yán)重，因此在對保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，要完全消除拒動的可能性。如果熱工保護(hù)系統(tǒng)不可靠，就會造成不堪設(shè)想的嚴(yán)重后果，因此對于火電廠熱工人員而言，要采取合理有效的措施，確保熱工保護(hù)的可靠性。

汽輪機(jī)熱工保護(hù)主要包括汽輪機(jī)軸向位移、缸脹和差脹保護(hù)、超速保護(hù)、振動保護(hù)、主軸撓度保護(hù)和給水加熱器保護(hù)等。要保障汽輪機(jī)熱工保護(hù)的可靠性，應(yīng)該采取以下措施：

2.1及時對設(shè)備進(jìn)行革新

在科技發(fā)展的帶動下，各種設(shè)備的技術(shù)含量不斷提高，新的設(shè)備不僅功能更加強(qiáng)大，同時也更能滿足實際需求。因此，對于火力發(fā)電廠而言，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，應(yīng)該對設(shè)備進(jìn)行及時更新?lián)Q代，替換掉那些使用時間過長或者存在技術(shù)隱患的陳舊設(shè)備，引入更加先進(jìn)、更加可靠性的新設(shè)備，提升發(fā)電機(jī)組整體的性能和穩(wěn)定性，進(jìn)而保證熱工保護(hù)系統(tǒng)的效率，確保機(jī)組的正常運行。

2.2建立設(shè)備試運記錄

對于重要的熱工保護(hù)硬件設(shè)備，應(yīng)該建立相應(yīng)的試運記錄，對其進(jìn)行跟蹤管理。在設(shè)備每次投入運行前，要安排專業(yè)的技術(shù)人員，對硬件設(shè)備和卡件等進(jìn)行全面的檢測和校驗，確認(rèn)合格后，才能正常使用，如果發(fā)現(xiàn)問題，要及時進(jìn)行處理，以免造成嚴(yán)重的影響和損失。在實際應(yīng)用過程中，一些元件即使經(jīng)過了事先檢驗，仍然會發(fā)生故障，導(dǎo)致設(shè)備誤動，這主要是由于熱控設(shè)備相對比較精密，對于安裝和運行環(huán)境都有著比較嚴(yán)格的要求，很容易受到各種因素的影響，而且部分特殊故障十分隱蔽，很難檢測出來。對此，熱工人員應(yīng)該對系統(tǒng)的每一個校驗過程進(jìn)行嚴(yán)格的跟蹤記錄，以避免事故的發(fā)生。

2.3選擇可靠的熱控元件

在不斷的發(fā)展過程中，熱控自動化技術(shù)愈發(fā)完善，對于熱控元件可靠性的要求也越來越高，選擇技術(shù)成熟、可靠性高的熱控元件，直接關(guān)系著整個熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。對于企業(yè)管理人員而言，應(yīng)該充分認(rèn)識到這一點，不能為了節(jié)省投資，而置設(shè)備安全于不顧。

2.4定期進(jìn)行維護(hù)管理

為了保證熱工保護(hù)的可靠性，發(fā)電廠管理人員應(yīng)該安排專人，定期對機(jī)組設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的隱患，并做好設(shè)備的日常保養(yǎng)工作，始終保證設(shè)備處于良好的運行狀態(tài)。同時，對于機(jī)組的設(shè)計、施工、調(diào)試以及檢修工作，都要嚴(yán)格把關(guān)，利用冗余設(shè)計，提升熱工保護(hù)的硬件質(zhì)量和軟件的自診斷能力，并對設(shè)備的工作環(huán)境進(jìn)行改善，切實保證熱工保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和有效性。

3.結(jié)語

總而言之，火力發(fā)電在我國當(dāng)前電力產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著相當(dāng)大的比重，對火力發(fā)電廠汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行管理，提升熱工保護(hù)的可靠性，對于整個社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而言是十分重要的。發(fā)電廠管理人員應(yīng)該充分了解火電廠汽輪機(jī)的工作原理，針對熱工保護(hù)存在的不足，采取合理有效的措施，提升其可靠性，保障火力發(fā)電廠的穩(wěn)定運行，確保供電安全。

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