汽輪機(jī)運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

王緒軍

摘 要： 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行直接關(guān)系到電廠整體的能耗水平，本文立足于汽輪機(jī)運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題分析，對(duì)解決存在的問(wèn)題、提升汽輪機(jī)運(yùn)行控制水平的提高汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)、適當(dāng)降低汽輪機(jī)組背壓、改善汽輪機(jī)組熱力循環(huán)、改進(jìn)汽輪機(jī)構(gòu)造等方面技術(shù)措施進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞： 汽輪機(jī)；常見(jiàn)問(wèn)題；運(yùn)行控制

【中圖分類號(hào)】 TM621.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A【文章編號(hào)】 2236-1879（2017）20-0215-01

電廠生產(chǎn)運(yùn)行中，汽輪機(jī)是主要的機(jī)械設(shè)備，運(yùn)行能耗直接關(guān)系到電廠整體的能耗水平，還會(huì)影響生態(tài)環(huán)保等工作。汽輪機(jī)使用期限較長(zhǎng)，短則幾年，長(zhǎng)達(dá)十幾年，但是在長(zhǎng)期的持續(xù)運(yùn)行中，因?yàn)槠啓C(jī)的安裝、試驗(yàn)、維修保養(yǎng)等方面工作不到位或是技術(shù)更新不快等，極易造成能耗水平降低。因此，有必要對(duì)當(dāng)前汽輪機(jī)運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行研究，有針對(duì)性的采取措施，提升汽輪機(jī)運(yùn)行控制和能耗控制水平。

1.汽輪機(jī)運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題

本文以某電廠的沖動(dòng)式雙缸凝汽型汽輪機(jī)為例進(jìn)行運(yùn)行狀況分析。汽輪機(jī)的主要構(gòu)造為高壓和低壓缸、前軸承箱、高壓和低壓轉(zhuǎn)子等，其中低壓缸為分流式構(gòu)造、包含2個(gè)排汽口。該汽輪機(jī)組運(yùn)行額定功率和經(jīng)濟(jì)功率均為100MW，主蒸汽壓力為8.8MPa，蒸汽溫度可達(dá)530℃，在排汽時(shí)絕對(duì)壓力可達(dá)0.0049MPa，汽輪機(jī)使用的冷卻水溫度在20℃左右，給水溫度在230℃左右，在經(jīng)濟(jì)功率下運(yùn)行，蒸汽損耗約為370t/h。因?yàn)槭褂媚晗掭^長(zhǎng)，效率較低，所以進(jìn)行了大修，使運(yùn)行效率由40%提升到43%，但是與汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)值依然存在25%左右的差距。

經(jīng)過(guò)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行狀況分析，存在的主要問(wèn)題是汽輪機(jī)噴嘴出現(xiàn)裂縫，在高壓級(jí)的雙列動(dòng)葉上也存在缺陷，單純的維修和保養(yǎng)難以修復(fù)，影響了運(yùn)行效率。在高壓和低壓缸的結(jié)合部位，存在密封不緊密的問(wèn)題，個(gè)別部位出現(xiàn)變形；在通流的部位出現(xiàn)了超過(guò)允許值的徑向孔隙，造成蒸汽傳輸中存在汽損問(wèn)題，降低了機(jī)組運(yùn)行的熱效率。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，因?yàn)檎羝写嬖谝欢ǖ母g物質(zhì)，造成低壓缸隔板阻汽片出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，個(gè)別部位嚴(yán)重脫落，需要進(jìn)行整圈的隔板汽封圈更換。

結(jié)合汽輪機(jī)運(yùn)行環(huán)境，汽輪機(jī)的凝汽器循環(huán)效率也存在過(guò)低的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析，主要是水源中含沙量較高，加大了汽輪機(jī)輸送通道和泵內(nèi)零部件的磨損，降低了泵效，特別是因?yàn)樗泻沉窟^(guò)多，降低了凝結(jié)器的清潔度，從而影響了循環(huán)泵揚(yáng)程，使泵內(nèi)流量難以達(dá)到設(shè)計(jì)值要求。同時(shí)，在實(shí)際運(yùn)行中，除氧器長(zhǎng)期磨損后造成的缺陷，姜樂(lè)樂(lè)汽輪機(jī)的運(yùn)行氣壓，減少了三段抽汽的用汽量，而除氧器出水溫度的降低又造成了二段抽汽的實(shí)際用汽量增加，而二段抽汽主要是在汽輪機(jī)內(nèi)，也就增加了汽輪機(jī)的運(yùn)行能耗。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，因?yàn)榈蛪恨D(zhuǎn)子的葉片極易磨損，經(jīng)常需要大修，但長(zhǎng)期維修后會(huì)產(chǎn)生開(kāi)焊等問(wèn)題，造成葉片上存在一些裂縫和變形問(wèn)題，加之水銹蝕問(wèn)題嚴(yán)重，造成葉片運(yùn)行能耗較高。

為提升汽輪機(jī)組的熱循環(huán)效率，為改造汽輪機(jī)組運(yùn)行條件提供依據(jù)，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行熱力試驗(yàn)，重點(diǎn)是對(duì)三段抽汽室進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具體參數(shù)如表1所示。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，可以看出，汽輪機(jī)低壓缸低效運(yùn)行的原因是處在濕蒸汽區(qū)域，隔板因?yàn)槭芩g出現(xiàn)脫落和汽封失效等問(wèn)題，使得漏汽較為嚴(yán)重。同時(shí)，末級(jí)葉片受潮氣影響，也極易出現(xiàn)腐蝕和損壞問(wèn)題，破損主要出現(xiàn)在葉片下端網(wǎng)上20mm的背弧部位，長(zhǎng)期缺陷狀態(tài)下運(yùn)行會(huì)增加流通量，加大了排汽損失，影響汽輪機(jī)組和低壓缸的效率。

2.汽輪機(jī)運(yùn)行提效對(duì)策措施

國(guó)外對(duì)汽輪機(jī)多進(jìn)行技術(shù)改造，比如常用的三元流設(shè)計(jì)方式，整體設(shè)計(jì)長(zhǎng)葉片級(jí)群以改善機(jī)組整體的流動(dòng)空間；還通過(guò)應(yīng)用低損高效的失葉型或自帶冠葉片型的葉片技術(shù)，改善葉片的流動(dòng)性和密封性，提升機(jī)組整體效率?；趪?guó)外的技術(shù)改造方式，可通過(guò)如下技術(shù)措施進(jìn)行運(yùn)行提效改造。

2.1提高汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)。

要準(zhǔn)確把握汽輪機(jī)和鍋爐的整體運(yùn)行強(qiáng)度要求，以及內(nèi)部零部件的強(qiáng)度要求，在強(qiáng)度允許的情況下適當(dāng)提升汽輪機(jī)組的新汽壓力和溫度，要確保逐步提升壓力和溫度，并將最大值控制在運(yùn)行強(qiáng)度要求極限值以內(nèi)，通過(guò)參數(shù)提升提高能效水平。

2.2適當(dāng)降低汽輪機(jī)組背壓。

電廠汽輪機(jī)組的背壓與機(jī)組整體的焓降密切相關(guān)，通過(guò)降低機(jī)組承受的背壓，可以增大機(jī)組運(yùn)行的焓降，并降低冷源的放熱量，從而降低機(jī)組整體能耗，提升電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。但是，因?yàn)閷?shí)際運(yùn)行中處于“真空”狀態(tài)，所以需要遵循循環(huán)水的調(diào)度原則，確保機(jī)組參數(shù)調(diào)整安全。

2.3改善汽輪機(jī)組熱力循環(huán)。

熱力循環(huán)的調(diào)整，主要是設(shè)置更多地回?zé)峒?jí)數(shù)，對(duì)整個(gè)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組由凝汽式向供熱式的轉(zhuǎn)變，特別是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄熱能的有效利用，將廢熱加熱凝結(jié)水。同時(shí)，還可以配套低壓省煤器，提升機(jī)組的熱力循環(huán)效率。對(duì)回?zé)峒?jí)數(shù)之間存在較大的軸向間隙或徑向汽封問(wèn)題，可以適當(dāng)調(diào)整，特別是對(duì)噴嘴和葉片的軸向空隙，需要有針對(duì)性的降低，提升循環(huán)效率。

2.4改進(jìn)汽輪機(jī)構(gòu)造。

汽輪機(jī)內(nèi)部構(gòu)造的改進(jìn)也有利于提效。比如，對(duì)加熱器、抽氣器和凝汽器等關(guān)鍵設(shè)備的改造。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)方式也會(huì)影響能耗，要以安全性和實(shí)際運(yùn)行情況為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整。比如，在安裝和保養(yǎng)中，需要改善通流的間隙；要重點(diǎn)關(guān)注閥門(mén)等部位的泄漏問(wèn)題，對(duì)存在泄露的部位及時(shí)維修或更換；在葉片設(shè)置中，各級(jí)的靜葉片需要配備高效的變截面扭曲型葉片，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次流損失的控制；對(duì)低壓次的末級(jí)葉片，要盡量更換到整圈自鑲式阻尼型長(zhǎng)葉片；對(duì)汽封構(gòu)造，要盡量杜絕漏氣問(wèn)題，將存在變形或孔隙過(guò)大的部位進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，要對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行各環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，對(duì)存在的廢熱回收利用不充分的部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉?gòu)造改造，或是增設(shè)廢熱回收裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢熱的回收利用。

3.結(jié)論

綜上所述，汽輪機(jī)運(yùn)行情況直接關(guān)系到電廠的整體運(yùn)行效益，通過(guò)對(duì)當(dāng)前運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，有針對(duì)性的采取技術(shù)措施予以改進(jìn)，提升整體運(yùn)行能效，從而提升汽輪機(jī)運(yùn)行控制水平。

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