論在熱力循環(huán)系統(tǒng)中汽輪機(jī)及熱力設(shè)備安裝與檢修

張靚艷

摘 要：汽輪機(jī)常規(guī)熱力試驗(yàn)和性能監(jiān)測(cè)對(duì)電廠生產(chǎn)管理和節(jié)能有重要意義，一般通過(guò)熱力性能的試驗(yàn)可以找到汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)中對(duì)機(jī)組整體運(yùn)行性能影響最大且有較大改進(jìn)空間的環(huán)節(jié)，分析一種新的汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)方法，為節(jié)能工作的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；熱力性能試驗(yàn)；安裝與檢修；節(jié)能

汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)是指在特定的熱力循環(huán)系統(tǒng)中，用熱工測(cè)量的方法獲取汽輪機(jī)在特定運(yùn)行工況下的熱力特性的一種測(cè)試試驗(yàn)。目前，隨著國(guó)家提出的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施，加上電廠節(jié)能成本的不斷投入，電廠節(jié)能工作成為一項(xiàng)極其重要的工作。

1 汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)?zāi)康?/p>

在進(jìn)行節(jié)能降耗的工作中，不可避免的要提到一個(gè)表征機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的最常用指標(biāo)----熱耗率。機(jī)組在投產(chǎn)之后需要定期進(jìn)行大修，那么在大修之前就需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行熱力性能試驗(yàn)。其試驗(yàn)?zāi)康木褪球?yàn)證汽輪機(jī)的熱耗率，從而判斷大修的具體實(shí)施計(jì)劃和步驟。

2 汽輪機(jī)熱力性能指標(biāo)

通過(guò)全面熱力性能試驗(yàn)可以得到熱耗率——汽輪機(jī)本體熱力性能的衡量指標(biāo)。從熱耗率的計(jì)算方法可知，需要根據(jù)系統(tǒng)質(zhì)量平衡和能量平衡的已知條件下，通過(guò)求解未知數(shù)的計(jì)算方法設(shè)法將試驗(yàn)條件修正到設(shè)計(jì)條件上，那么熱耗率的計(jì)算就需要進(jìn)行系統(tǒng)一次修正。主要包括以下內(nèi)容：給水流量與試驗(yàn)時(shí)主蒸汽流量必須相等；各儲(chǔ)水容器沒(méi)有水位變化；各抽汽管道進(jìn)、出口端壓差應(yīng)取設(shè)計(jì)值；給水泵焓升必須取設(shè)計(jì)值等等。對(duì)于那些試驗(yàn)時(shí)汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)值具有較大差異的情況下，分析其產(chǎn)生差異的原因，如有必要還須進(jìn)行二次參數(shù)修正，直至偏離符合規(guī)定值為止。參數(shù)修正方法是根據(jù)修正曲線進(jìn)行修正的，經(jīng)過(guò)以上兩次修正，可知熱耗率就是最方便簡(jiǎn)潔的在額定工況下用來(lái)衡量汽輪機(jī)性能的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

3 安裝試驗(yàn)方法的改進(jìn)

機(jī)組運(yùn)行工況下的試驗(yàn)熱耗率可以用一種新的試驗(yàn)方法來(lái)計(jì)算。下面將介紹這種方法：我們知道電廠在高壓給水進(jìn)入蒸汽發(fā)生器前，此高壓給水的流量都會(huì)由流量測(cè)量裝置來(lái)進(jìn)行測(cè)量，即最終給水流量。因?yàn)楦邷馗邏核髁繒?huì)隨著水流前行發(fā)生變化，所以對(duì)不同類型的測(cè)量流量的裝置來(lái)說(shuō)，高壓高溫水的流量測(cè)量較低溫低壓水的流量測(cè)量誤差更大。因此汽輪機(jī)全面性考核試驗(yàn)一般都要求作為計(jì)算的基準(zhǔn)流量必須是在溫度壓力較低的凝結(jié)水段測(cè)得的工質(zhì)流量，而不是在高溫高壓的給水段測(cè)得的工質(zhì)流量。但是，需要測(cè)量是最終給水流量，如果按照以上方法先測(cè)量計(jì)算基準(zhǔn)流量，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算。那么對(duì)于用凝結(jié)水流量作為計(jì)算的基準(zhǔn)流量，為了防止工質(zhì)在高壓加熱器和除氧器存在泄漏造成誤差，則要得到最終流量就必須進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)隔離。若能直接準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)流量即最終給水流量，那么對(duì)于熱力性能試驗(yàn)來(lái)說(shuō)就不必進(jìn)行繁雜的系統(tǒng)隔離。機(jī)組只要處于正常的運(yùn)行工況下，通過(guò)該測(cè)試這時(shí)得到的試驗(yàn)熱耗率就能準(zhǔn)確反映該工況下機(jī)組整體的熱力性能。這樣既簡(jiǎn)化了測(cè)量步驟，又能得到較高的測(cè)量精度。

4 試驗(yàn)方法的步驟

試驗(yàn)步驟如下：一是采用原有工藝，對(duì)機(jī)組進(jìn)行全面嚴(yán)格的系統(tǒng)隔離。進(jìn)行全面性熱力性能試驗(yàn)，用凝結(jié)水流量QN作為計(jì)算的基準(zhǔn)流量，并通過(guò)計(jì)算得到最終給水流量QZ1。用計(jì)算得到最終給水流量QZ1與電廠運(yùn)行控制器上顯示的最終給水流量QZ進(jìn)行比較，得到二者的差值δ。二是不進(jìn)行系統(tǒng)隔離，機(jī)組處于正常的運(yùn)行工況，進(jìn)行機(jī)組熱力性能試驗(yàn)，用電廠運(yùn)行顯示的最終給水流量QZ加上δ即為最終給水流量的真實(shí)值Q。以真實(shí)值Q作為計(jì)算的基準(zhǔn)流量，計(jì)算得到的試驗(yàn)熱耗率就是機(jī)組整體的實(shí)際熱力性能。三是進(jìn)行壓紅線運(yùn)行工況下機(jī)組整體熱力性能試驗(yàn)。所謂的壓紅線工況就是在機(jī)組力所能及的前提條件下，不采取系統(tǒng)隔離的方法，而是通過(guò)測(cè)試人員的細(xì)心操作，使得機(jī)組所有的運(yùn)行參數(shù)盡量向設(shè)計(jì)參數(shù)靠攏的過(guò)程。在該種工況下得到試驗(yàn)熱耗率能反映機(jī)組整體所能達(dá)到的實(shí)際最優(yōu)的熱力性能。其值必然介于機(jī)組正常運(yùn)行的試驗(yàn)熱耗率與機(jī)組全面性考核試驗(yàn)所得到的熱耗率之間。四是進(jìn)行結(jié)果分析，提出機(jī)組改進(jìn)措施。在試驗(yàn)過(guò)程中，研究發(fā)現(xiàn)那些與設(shè)計(jì)值偏差較大的參數(shù)，并且判斷是否該差異能通過(guò)進(jìn)一步的工作可以使偏差變小，如果能，那么它就是下一步節(jié)能工作的突破口。這也是所謂的木桶原理，即最短的木條決定了木桶的最大盛水量，首先應(yīng)找到具有最大節(jié)能潛力的步驟環(huán)節(jié)開(kāi)展具有針對(duì)性的高效率的工作。在對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行檢修后，應(yīng)采用整體油循環(huán)的方式對(duì)機(jī)組油系統(tǒng)進(jìn)行清潔。采用大于正常油量并運(yùn)行兩臺(tái)油泵進(jìn)行循環(huán)，加裝濾網(wǎng)等對(duì)輸油系統(tǒng)、儲(chǔ)油系統(tǒng)進(jìn)行清潔。每個(gè)2～4小時(shí)更換、清潔一次濾網(wǎng)，當(dāng)濾網(wǎng)上無(wú)垃圾和雜質(zhì)后，確認(rèn)油系統(tǒng)清潔完成。 各油閥門(mén)、止回閥、疏油閥必須解體，并用煤油或清洗劑清洗干凈。最后用白綢布對(duì)清理后的機(jī)體、零部件進(jìn)行檢查。通過(guò)對(duì)各組建的嚴(yán)格清理保障油系統(tǒng)循環(huán)中不會(huì)帶入雜質(zhì)，保障汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行。另外對(duì)于油箱、和冷油器也要進(jìn)行嚴(yán)格清理。將油污清潔干凈，并實(shí)用清潔劑對(duì)油箱進(jìn)行全面清洗，對(duì)于油箱內(nèi)油器松動(dòng)的部位，要將油器鏟除干凈，并打磨光滑。對(duì)于油箱濾網(wǎng)有破損、穿孔的要及時(shí)更換。冷油器也要同油箱一同進(jìn)行清理，保障存油系統(tǒng)的清潔。

5 基于熱經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的熱力性能分析

熱力系統(tǒng)隨著電廠汽輪機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大而變得越來(lái)越復(fù)雜，不論是電廠的設(shè)計(jì)還是運(yùn)行，掌握熱力系統(tǒng)性能的分析方法是至關(guān)重要的。現(xiàn)在比較普遍的電廠熱力系統(tǒng)分析方法主要是依據(jù)熱力學(xué)第一定律、第二定律為核心的分析方法，即上文介紹的能量分析法——熱耗率法，這種方法簡(jiǎn)單易行，因而通常的熱經(jīng)濟(jì)分析主要采用此方法。但是熱耗率法的分析通常只著眼于能量的數(shù)量而不能反映能量的質(zhì)量因素，其分析結(jié)果不能全面反映能量的實(shí)質(zhì)。因此熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法將熱力學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)合起來(lái)，結(jié)合熱耗率分析方法，解決了傳統(tǒng)分析方法中的不足。

總之，汽輪機(jī)熱力性能測(cè)試在每一次的試驗(yàn)中都能獲得新的提示與啟發(fā)，對(duì)于能源的節(jié)省和技術(shù)的完善起到了重要作用。根據(jù)節(jié)能技術(shù)要求，需要不斷更新汽輪機(jī)的試驗(yàn)技術(shù)。試驗(yàn)技術(shù)因?yàn)橥ㄟ^(guò)采用高精度、自動(dòng)化的綜合測(cè)試技術(shù)而得到不斷發(fā)展。并隨著測(cè)量?jī)x表性能的不斷提高，試驗(yàn)技術(shù)的準(zhǔn)確性和精度有待發(fā)展。實(shí)踐證明，通過(guò)妥善地選型、安裝和維護(hù)，發(fā)電廠的大型機(jī)組的運(yùn)用儀表技術(shù)也會(huì)越來(lái)越精準(zhǔn)和成熟。