試論火電廠汽機運行中常見問題及解決措施

國家電投分宜發(fā)電廠 陳斌平 湯裔明

汽機作為火電廠發(fā)電的關(guān)鍵，要想保證火電廠的發(fā)電效率，必須確保汽機的正常運行，減少汽機運行故障概率，這樣才能有效降低火電廠成本。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，汽機中的各個零件也趨于復(fù)雜，火電廠汽機設(shè)備在運行過程中一旦出現(xiàn)故障，會降低火電廠的發(fā)電效率。所以，火電廠中各部門要采取行之有效的措施來解決，確保汽機的穩(wěn)定運行[1]。

1 加強火電廠汽機運行管理必要性

當(dāng)前，隨著時代的發(fā)展，電能在社會發(fā)展中的作用也越來越大。當(dāng)前，我國主要的發(fā)電方式依然是以火電為主，汽機作為決定化石燃料燃燒和使用效率的關(guān)鍵，只有加強對汽機的管理，才能更好地保證汽機的穩(wěn)定運行，如果不能及時采取措施來提升化石能源燃燒的效率，不僅會增加電廠生產(chǎn)成本，還會對環(huán)境造成較大影響。然而，就目前情況來看，汽機在運轉(zhuǎn)時，往往會受到各種外部環(huán)境的影響，出現(xiàn)一些問題，使得汽機無法正常運行，如汽機功率不符合要求、汽機前驅(qū)動態(tài)軸承溫度過高、汽機濾油機過濾故障、汽機葉片損壞等問題。這些問題在一定程度上降低了汽機的運行效率。所以，火電廠中的相關(guān)部門要嚴(yán)格檢查汽機運行狀態(tài)，并結(jié)合汽機的結(jié)構(gòu)特征，對故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)而制定出切實可行的策略來進(jìn)行解決，在提升汽機運行效率的同時，確?；痣姀S連續(xù)運行[2]。

2 火電廠汽機運行中常見問題

2.1 汽機功率不符合要求

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，一些新技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用到汽機中，一定程度上提升了汽機的運行的質(zhì)量和效率，從而有效地提高了火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。盡管在某些方面對汽機的回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，但仍然有一些缺陷，影響了機組的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。汽機在長期的使用中，往往會產(chǎn)生過大的能量消耗，這是因為在火力發(fā)電廠中，蒸汽發(fā)動機的工作原理是由高壓和低壓兩種工作方式組成，如果二者的接觸部位發(fā)生了故障，那么汽機的動力就會降低，從而影響到發(fā)電的品質(zhì)。

2.2 前驅(qū)動態(tài)軸承溫度過高

要想保證火電廠汽機穩(wěn)定運行，必須嚴(yán)格控制汽泵前置泵非驅(qū)動端軸承的溫度，由于汽機在運行過程中主要采用的是循環(huán)模式，不能較好地控制前驅(qū)動態(tài)軸承溫度，所以相關(guān)部門要制定一個完善的應(yīng)對方案，這樣在發(fā)生問題時可及時進(jìn)行解決。因為汽機的工作周期比較長，又是循環(huán)系統(tǒng)，所以在選擇制冷方式的時候要注意選擇適合汽機所處環(huán)境的方式。但是，在實際操作中，有些工作人員并不熟悉現(xiàn)場的實際情況，使用冷水進(jìn)行冷卻，導(dǎo)致部分水通過注油口進(jìn)入到軸承腔內(nèi)，導(dǎo)致軸承的溫度下降，從而導(dǎo)致冷水進(jìn)入軸承腔，造成軸承損壞，不利于汽機的穩(wěn)定運行。

2.3 汽機濾油機過濾問題

為確保汽機正常運轉(zhuǎn)，相關(guān)的工作人員要對汽機進(jìn)行仔細(xì)檢查，在對油料進(jìn)行選擇時盡量選擇顆粒小的油料。因此，在使用前，必須在油系統(tǒng)中加裝濾油機，以達(dá)到對油的過濾。為使汽機正常工作，汽機組所使用的機油多是經(jīng)過兩次過濾的，主要的目的就是為了確保機油的純凈，在進(jìn)行第一次過濾時，主要是通過主油箱進(jìn)行的。在二次過濾過程中，要經(jīng)過濾油機，然后進(jìn)行脫水、循環(huán)過濾。但是在實際過濾環(huán)節(jié)中，一些火電廠的工作人員卻并沒有啟動汽機組的油泵，或者是采用循環(huán)過濾的方式，進(jìn)而使得機油的質(zhì)量和實際要求不符，使得汽機在運行過程中出現(xiàn)問題，阻礙火電廠發(fā)電的效率[3]。

2.4 汽機葉片損壞問題

汽機在運行過程中由于葉片大多處在高溫、高壓的環(huán)境中，因此葉片要承受較大的扭矩，另外汽機在高速旋轉(zhuǎn)時，其葉片要承受較大的離心力，而且由于長期處于高溫的條件下，葉片也會被電化學(xué)侵蝕，并被水珠侵蝕。蒸汽動力葉片在進(jìn)行往復(fù)運動過程中，由于受到了較大的撞擊，經(jīng)常會出現(xiàn)葉片損失的情況，從而導(dǎo)致了汽機的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。另外，在實際汽機葉片操作中，由于機組人員無法保證進(jìn)入汽機的蒸汽滿足汽機的工作需要，這主要是因為汽機內(nèi)部的水汽發(fā)生了較大的變化，從而導(dǎo)致了葉片在運轉(zhuǎn)時受到的壓力不均勻，導(dǎo)致葉片壽命縮短。汽機工作原理是將水蒸氣的熱量轉(zhuǎn)換為機械能，而葉片則是轉(zhuǎn)換過程中的關(guān)鍵部分，一旦發(fā)生故障，則會對汽機的正常運行造成不利影響。

2.5 氣缸漏氣

汽機的汽缸變形是火力發(fā)電廠生產(chǎn)中常遇到的問題，如果在使用中發(fā)生汽缸泄漏，不但會對汽機的正常工作產(chǎn)生不利的影響，而且會對汽機房的安全產(chǎn)生不利的影響。所以，火電廠中的管理人員必須重視企業(yè)在運行過程中氣缸漏氣情況發(fā)生，另外汽機在運行過程中，如果因受到溫度的壓力振動或者是汽機中的一些介質(zhì)受到外界的腐蝕，也會使得汽機的氣缸出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象，影響火電廠的正常運行。

3 問題原因分析

通過上文對汽機在運行過程中產(chǎn)生問題進(jìn)行分析，結(jié)果表明，汽機工作效率較低，其主要原因在于：汽機的低壓氣缸在工作中由于水蒸氣的腐蝕，造成了該區(qū)域內(nèi)的隔板長期被水蒸氣腐蝕，進(jìn)而使得汽機在運行過程中效率低下。對于汽機系統(tǒng)未發(fā)生故障問題，但是運行效率比較低下的原因主要有以下三方面：

首先，汽機所用的原油品質(zhì)不合格，在實際生產(chǎn)中，由于火力發(fā)電廠的檢驗機構(gòu)和設(shè)備不夠完善，使得購買的原油中油的水分和顆粒程度出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況。同時，由于在對一些化石原料進(jìn)行燃燒過程中，受到技術(shù)的限制，化石燃料未充分燃燒，進(jìn)而對環(huán)境造成一定的污染。

其次，汽機在運行過程中由于工作人員操作不熟練，使得汽機發(fā)生故障，進(jìn)而對火電廠的發(fā)電效率造成不良影響，再加上相關(guān)人員在進(jìn)行質(zhì)量檢驗時馬虎，導(dǎo)致故障在發(fā)現(xiàn)后，不可及時進(jìn)行處理。

最后，安裝技術(shù)有待改進(jìn)、技術(shù)手段有待改進(jìn)、工作人員的態(tài)度有待于進(jìn)一步的認(rèn)識和實踐。

4 火電廠汽機運行中常見問題的解決措施

4.1 加大對汽機檢驗力度

檢驗工作對火電廠汽機的運行有著關(guān)鍵性的作用，火電廠相關(guān)工作人員在對汽機進(jìn)行檢驗過程中，要對故障的原因進(jìn)行深入的分析，并且要制定出合理、詳細(xì)解決方案。在對汽機進(jìn)行檢查的過程中，檢查人員要嚴(yán)格遵守檢查的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，并詳細(xì)記錄汽機在運行過程中的溫度變化，如果發(fā)現(xiàn)溫度出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，必須對汽機進(jìn)行檢查。首先全面檢查汽機軸承室是否異常，其次對汽機各零部件進(jìn)行檢查，及時找出故障位置。另外，在對汽機進(jìn)行檢查時，還要檢查汽機室內(nèi)油位的情況，如果出現(xiàn)油位低于額定油位的情況，要立即補充機油，使其達(dá)到規(guī)定的范圍內(nèi)，確保汽機穩(wěn)定運行[4]。

4.2 降低汽機發(fā)生振動的概率

汽機在運行過程中如出現(xiàn)振動問題，可以從以下措施來降低汽機在運行過程中發(fā)生振動的概率。一是安裝人員在安裝汽機時，要確保汽機的位置穩(wěn)定，避免汽機的負(fù)荷增大對汽機運行造成不利的影響。此外，在汽機安裝完畢后，發(fā)電廠相關(guān)人員必須對其進(jìn)行校正，從而確保了葉片的完整。

二是在對汽機進(jìn)行操作過程中，汽機停止和啟動要嚴(yán)格按照相關(guān)的工作流程操作，這樣可有效避免因操作不當(dāng)而使得汽機部件損壞情況的出現(xiàn)。除此之外，工作人員要確保對汽機的軸承座的安裝是否正確，避免在運行的過程中因為軸承發(fā)熱引起蒸汽發(fā)動機的振動。

4.3 對機組進(jìn)行優(yōu)化

在火力發(fā)電廠進(jìn)行熱能系統(tǒng)的優(yōu)化，以提高其利用效率，提高其轉(zhuǎn)化效率，必須進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化[5]。節(jié)能優(yōu)化涉及很多方面，而最重要的就是如何優(yōu)化機組，提升機組的節(jié)能效果。在機組節(jié)能優(yōu)化中，關(guān)鍵工作是對汽封間隙和疏水管進(jìn)行優(yōu)化。汽機鍋爐的熱力系統(tǒng)中有較多高壓管道，而在高壓管道與管道之間還有很多的疏水管，在設(shè)備運轉(zhuǎn)的時候，會產(chǎn)生大量的凝固水，而疏水閥則可以將凝結(jié)水及時的排出，防止凝結(jié)水對設(shè)備的內(nèi)部造成損壞。目前的汽機熱力系統(tǒng)中，高壓導(dǎo)氣管的空隙較小，效率較高，而且不會出現(xiàn)凝結(jié)水，這就導(dǎo)致了疏水管的浪費，所以可去掉疏水管，對機組進(jìn)行優(yōu)化，提高了機組的能源利用率。而且在去掉了疏水管以后，汽缸內(nèi)的氣密縫隙就會縮小，汽機的損耗也會降低，從而提高整個系統(tǒng)的能效。

4.4 對汽機輔機水泵設(shè)備的運行不斷優(yōu)化

作為給水系統(tǒng)中的重要部件，汽機輔助設(shè)備的主要功能是：提高除氧罐內(nèi)的水的壓力，使其在瞬間進(jìn)入鍋爐。由于給水方式的差異，目前主要有定速度給水和變速給水兩種形式。定速給水泵是按照鍋爐的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)給水的，而變速給水泵則是按照其特性來操作的。機組的運行應(yīng)在合理的負(fù)載范圍內(nèi)，若負(fù)載較小，則會對閥門造成損壞，從而導(dǎo)致一系列的損失。

因此，與變速泵相比，變速泵具有更大的優(yōu)越性，其更易于使用，無需調(diào)節(jié)閥即可調(diào)節(jié)裝置中的蓄水量，而且在較小的負(fù)載下，還能節(jié)省用水。對目前的起動和電泵的應(yīng)用形式進(jìn)行了分析，只有在經(jīng)濟(jì)條件允許時，才能合理地設(shè)定氣泵機組，從而達(dá)到改善整個系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的目的。通常情況下，汽動泵在實際汽機輔機的運行中的轉(zhuǎn)速為3200r/min，基于該種現(xiàn)狀下，才是水泵穩(wěn)定運行的保證。但從中也發(fā)現(xiàn)了一些有待解決的問題，最為突出的就是會促使整體泵組的消耗量不斷提高。在確定了水泵機組的工作方式后，在確定了機組的工作方式之后，也要考慮到負(fù)載的變動所需的時間，從而保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.5 對疏水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化

在實際的汽機熱力系統(tǒng)中，通常存在著大量的疏水閥，這樣可以有效降低蒸汽的損耗，但由于其內(nèi)部泄漏的問題，導(dǎo)致汽機的熱負(fù)荷產(chǎn)生較大損耗。所以，要對疏水閥進(jìn)行優(yōu)化，找出造成疏水閥內(nèi)滲漏的根源。通過對疏水閥的檢查、保養(yǎng)和維修，防止疏水閥被腐蝕，疏水閥的內(nèi)部泄漏是由疏水閥和疏水閥之間的壓力差造成的，這些原因造成疏水閥的內(nèi)部泄漏，需要根據(jù)疏水閥的不同而采取相應(yīng)的對策，一般情況下，疏水閥的檢查、保養(yǎng)和維修，防止疏水閥的內(nèi)漏和腐蝕，如果疏水閥受損嚴(yán)重，必須進(jìn)行更換，保證能效的提高。

4.6 對汽機運行系統(tǒng)加以優(yōu)化

汽機是一個整體的、復(fù)雜的系統(tǒng)，任何一個部件的故障都會對機組的運行和運行質(zhì)量造成較大的影響。所以，在汽機正常運轉(zhuǎn)中，相關(guān)人員必須對蒸汽機進(jìn)行全方位的檢查，以防止出現(xiàn)一些細(xì)微的問題。對汽機的任何一點小故障都應(yīng)引起足夠的關(guān)注，并采取相應(yīng)的處理措施，以確保機組的正常工作。

4.7 對汽機輔機循環(huán)水泵的運行加以優(yōu)化

汽機輔助設(shè)備在運行狀態(tài)下，汽機的壓力會隨著水流量的增加而改變，當(dāng)水流變大時，汽機的壓力就會增加，相應(yīng)的能耗就會增加，從而提高機組的功率。從實踐上講，凝汽器內(nèi)的真空是由循環(huán)水量決定的，循環(huán)水量越大，真空就越大。因此，隨著水流的增大，能耗的增大，凝汽器的工作效率和循環(huán)泵的工作效率都會達(dá)到最佳。但在汽機輔助設(shè)備的現(xiàn)場操作中，循環(huán)水量的多少不能隨便調(diào)整，而且水泵的用量也要有一定的控制，因此對水泵的使用次數(shù)有嚴(yán)格的限制，必須對水泵的基本工作方式進(jìn)行研究，如減速、變頻等。

綜上所述，電力資源在人類的社會生活中占據(jù)著至關(guān)重要的位置，并關(guān)系著人們的生活質(zhì)量與工作狀況等。汽機作為火電廠發(fā)電的重要設(shè)施之一，牽動著火電廠的電力生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率等，所以汽機的工作運行狀態(tài)應(yīng)該得到高度關(guān)注與重視，以保證火力發(fā)電廠正常的電力生產(chǎn)。因此，在火電廠汽機運行中應(yīng)該加強汽機設(shè)備的管理，有效降低汽機能源消耗，及時發(fā)現(xiàn)汽機存在的各種問題，并探究出可行性較強的解決策略，確保汽機的正常運行，為火電廠創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。