电厂集控运行中汽轮机存在的问题及优化策略

作者:查重猫     发表时间:2021-02-20 18:05:22   浏览次数:15



  摘要:火力发电是我国目前主要的发电方式之一,要保证火力发电厂电力输出的关键是要保证所有的机组都可以正常运行。火力发电厂中,汽轮机是十分重要的设备,属于电力输出的核心设备,结构复杂,实际运行很容易受到外界因素影响,对运行环境要求较高。汽轮机运转中一旦发生故障,就会对火力发电厂运营产生直接影响,所以,为了保证火力发电厂能始终正常稳定地运行,必须加强检修和维护工作,及时排查和解决各类汽轮机故障问题,以提高汽轮机的使用效率,保证火力发电厂电力输出的效率,进而满足人们的用电需求,实现火力发电厂的经济效益。

  关键词:电厂;集控运行;汽轮机;问题;优化策略

  1发电厂汽轮机结构及工作原理

  1.1 汽轮机结构构成

  作为发电厂的重要设备,汽轮机的稳定运行不容忽视。汽轮机检修者必须充分了解汽轮机的结构,才能有助于对设备运行情况、故障情况及可能存在的危险点做出正确分析,保证汽轮机正常运行。汽轮机主要由转动部分(即转子)、固定部分(即静体)两部分组成,其中转动部分主要构成部件包括主轴、叶栅、叶轮、联轴器、紧固件等,而固定部分则包括蒸汽室、隔板、轴承座、滑销系统、轴承、喷嘴室、机座等。汽轮机主要是作为发电厂带动发电机的原动机,除了上述主要结构,还需要配置相应的附属设备,比如阀门、管道、凝汽器等,在这些设备的共同运作下,实现了热能向动能的转化,为发电机提供原动力,从而带动发电机发电,供应电网用电需要。

  1.2 汽轮机的工作原理

  汽轮机的本质实际上是一种能量的转换装置,它将高温高压蒸汽的热能转化为涡轮式机械能,高温蒸汽通过喷嘴进入,在高压下突然膨胀,在喷嘴处压力降低的同时速度增加,气流方向转变的同时,产生冲击力吹向叶片,推动叶轮旋转做功,实现热能向动能的转变,而涡轮的轴旋转后产生的机械能通过发电机实现机械能到电能的转换,从而实现火力发电的全过程。

  2电厂集控运行汽轮机的能耗问题

  2.1汽轮机减负荷问题

  在电厂汽轮机运行过程中,如果其空气压力达到-7MPa,根据相关的汽轮机负荷标准,其温度为10℃,这也是汽轮机的最佳状态。但是,如果压力达到-4MPa,温度可能达到120℃,这意味着蒸汽过热。因此,在电厂汽轮机运行过程中,施工人员还需要对风压进行分析。

  同时,由于再热蒸汽和主蒸汽是汽轮机的两种蒸汽方式,在正常情况下,主蒸汽压力下降较快。此时,为了保证电厂汽轮机的稳定运行,运行人员需要立即停止运行,以避免客观因素对汽轮机减负荷过程的影响。

  2.2汽轮机给水泵

  汽轮机给水泵作为电厂汽轮机运行的关键部件,对电厂汽轮机的组成有明确的温度范围,是控制温度的有效手段。在电厂汽轮机运行过程中,如果水泵连续运行,在特定的工作过程中,轴承温度会过高。同时,汽轮机设备也可能受到水泵轴承温度的影响。当超过规范范围时,会在一定程度上导致汽轮机的异常振动,导致相应的故障。

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  如果在电厂汽轮机运行过程中出现上述情况,应采取适当的降温措施。在室外冷却时,一般采用的冷却方式主要是用水泵和软管冷却。但是,这种处理方法也存在一些缺点,它只能冷却水泵轴承的表面温度,不能从根本上降低内部温度。

  3电厂集控运行汽轮机运行的优化途径

  3.1 汽轮机震动异常情况检修

  引起汽轮机异常振动的原因很多。维修人员在进行实际维修工作时,必须首先分析原因,然后采取有针对性的维修措施。全面检查故障,确定故障部位和类型,分析故障原因,如分析振动规律,总结振动幅值、相位、频率等信息;收集其他设备维修信息,并做好日常运行状态记录。在确定振动规律并获得有效信息后,可以根据故障特征分析故障原因,进而为具体的诊断和维修提供依据,从而采取有效的预防措施。

  3.2降低汽轮机组的组间消耗频率

  从汽轮机运行特性可以看出,由于其是以电网对电力的负荷需求来实现自身能源供应调节的,为降低其工作过程中的能源消耗问题,可从下列方面入手。第一,在进行停机处理时,应选用与停机相对应的滑动参数,这样可有效简化汽轮机的维修工序,并迅速降低设备内部的温度。此外,在停机以后,还可对汽轮机内部剩余的热量进行运用,通过对持续高温状态的设备进行定向—滑动—定向的形式,可有效减少汽轮机内部的荷载,以降低汽轮机设备的运行基准[4]。第二,针对工作状态下的汽轮机设备,可通过组间调控的方式,对设备进行高、低等形式的转变,通过手动操控令设备工作状态维系在一个稳定的压力值中,这样通过真空压力值来界定出设备内部所处的压力范畴,一旦汽轮机执行某一项需求指令时,可迅速产生蒸汽,以此来缩短汽轮机的启动时间,达到节能运行的效果。

  3.3提高机组给水温度

  给水温度是蒸汽机组能源供应的一种指标。只有保证水体温度达到一定值时,才可产生水蒸气进行喷射,如果设备内水体温度较低的话,必然需加大炉内的受热温度,此时低温度的水体将消耗更多的热能,降低设备的运行效率。对此,为保证水体温度的均衡,第一,应对设备进行检验,检测承接水蒸气产生的铜管设施是否存在漏点现象,并对内部水室的隔离装置进行检测,防止因高压水体所造成的能源无法实现高效率转换。如果检测出管体密封性较差,为保证内部系统回热效率,必须保证水位不得低于基准数值,以防止汽轮机在运行过程中产生冷源现象。第二,应提高汽轮机的启停投入率,通过对内部水体温度的有序性控制,避免设备运行过程中产生无用的能源消耗。

  3.4加大凝气装置的真空效果

  首先,降低凝气装置的热力荷载。当装置内部热力荷载值降低时,则可有效提高机组的运行质量,例如,可对凝气装置喷嘴处进行更改,通过雾化设定,令喷头在进行工作时自动凝结热量,以降低热力荷载,提高设备的真空效率。其次,可通过降低水循环系统内温度,使冷却设备的出口温度降低,这样便可有效提升冷却效果。再次,应定期检测系统内的真空值,查证承接凝气装置运行的各类组件是否存在漏点现象,然后进一步对设备阀门压力值进行检测,看其压力值是否满足装置运行需求。最后,定期对凝气装置的冷却面进行清洗,一般可兑制浓度为4%~6%、温度为40℃的酸性溶液进行清洗,并利用风机进行烘干,提高冷却面外部的清洁度。

  3.5汽轮机进水处理方法

  在汽轮机正常运作时候,工作人员需要做好相应防护措施,避免汽轮机进水问题的发生。如果汽轮机的汽缸发生进水情况,立即停机,打破真空环境,对回油和推力轴承的温度进行检查。针对每次检查,工作人员都需要做好细致的记录,为后续检修工作提供参考。重点检查,气缸上下温度,避免出现温度异常增加的问题。只有工作人员重视设备维护,掌握好各个阀门的运行状态,及时发现和解决具体的故障问题,才能有效避免故障问题的发生,切实保证汽轮机正常稳定地运行。

  结论

  综上所述,火力发电厂在实际运行过程中,受到传统电力传输结构、电网动态荷载需求的影响,将对能源造成浪费现象。为进一步降低火力发电厂能源的损耗问题,应从承接系统运行各类设备进行测定,分析出与设备节能相关联的方案,以此来提高系统运行效率。——论文作者:刘伟

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