汽輪機組的運行安全技術(shù)監(jiān)督管理分析

馮彥鋒　厲彥會

【摘 要】針對汽輪機組的運行安全技術(shù)監(jiān)督管理分析問題，文中對汽輪機運行中安全監(jiān)督管理的措施進(jìn)行了論述，它們是：對汽輪機振動監(jiān)測采取的措施、DEH運行管理措施、汽輪機控制管理措施、汽輪機試驗管理措施、熱工和電氣保護試驗措施和油系統(tǒng)管理的措施，進(jìn)行了詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】汽輪機組；運行安全；監(jiān)督管理

0.引言

汽輪機是可以將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械能的葉輪式旋轉(zhuǎn)原動機。也就是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機械功的旋轉(zhuǎn)式動力機械。又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動機，也可直接驅(qū)動各種泵、風(fēng)機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要?；鹆Πl(fā)電廠。在早期的時候，機組運行缺乏穩(wěn)定性，機組無端停機時有發(fā)生，調(diào)門調(diào)節(jié)范圍大、穩(wěn)定性差等諸多弊端，促使技術(shù)團隊不斷地尋求好的控制手段及保護手段。汽輪機安全技術(shù)監(jiān)督對火力發(fā)電廠安全穩(wěn)定運行具有重要保障作用，是一項涵蓋面很廣、專業(yè)性很強的技術(shù)性管理及監(jiān)督工作，主要是通過汽輪機安全監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)的。因此，相關(guān)技術(shù)人員提出汽輪機安全技術(shù)監(jiān)督的管理與改進(jìn)這個課題，以此來探討未來汽輪機技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)的改進(jìn)與發(fā)展，鞏固電廠在前期取得的成果，并為后期工作提供借鑒和指導(dǎo)。

1.汽輪機運行中安全監(jiān)督管理的措施

1.1對汽輪機振動監(jiān)測采取的措施

振動監(jiān)測是目前國內(nèi)外用于汽輪機等機械設(shè)備工況監(jiān)視方面的主要方法之一，也是汽輪機機組運行，特別是在機組啟動過程中需要監(jiān)測的重要參數(shù)之一。為了分析汽輪機軸的振動特性，必須在每個軸承的同一垂直平面上沿徑向安裝兩個非接觸式傳感器，該兩個測點在周向位置上應(yīng)相隔90°，如果要測量軸的絕對振動，還需與慣性傳感器聯(lián)用。TSI是汽輪機組的全面監(jiān)測系統(tǒng)，它檢測的范圍包括汽輪機組的軸振、瓦振、鑒相、轉(zhuǎn)速、高、中、低壓缸漲差等。這個檢測系統(tǒng)是飛利浦監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)有人機接口，對汽輪機可以實行人性化的監(jiān)測。TSI監(jiān)測是一個中間監(jiān)測環(huán)節(jié)，它自身不帶保護，可以對采集到的信號進(jìn)行處理，并根據(jù)需要把信號發(fā)送到DEH或ETS，實現(xiàn)汽輪機的監(jiān)測功能和保護功能。

1.2 DEH運行管理措施

DEH運行管理是汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)，簡稱數(shù)字電調(diào)。調(diào)速系統(tǒng)是伴隨著汽輪機的誕生共同產(chǎn)生的。對于各調(diào)節(jié)系統(tǒng)，只存在調(diào)節(jié)方式及調(diào)節(jié)品質(zhì)的區(qū)別，其調(diào)節(jié)對象都是汽門的開度，調(diào)節(jié)的介質(zhì)都是進(jìn)汽量，但不同的調(diào)節(jié)方式，不同的控制方式都直接影響到機組是否能穩(wěn)定、安全地運行。在汽輪機組的運行過程中，各調(diào)門按給定的閥門曲線進(jìn)行動作，其閥門曲線是閥門出廠時自身的特性曲線，在閥門控制過程中，通過函數(shù)F（x）來實現(xiàn)按照閥門的物理曲線控制閥門開度，以實現(xiàn)對蒸汽流量的控制，最終反映到機組負(fù)荷的控制。

1.3 汽輪機控制管理措施

汽輪機閥門管理有兩種方式，對于不同的機組，如200MW機組和300MW機組。先后對不同機組的閥門控制曲線進(jìn)行了定期的曲線分析，并結(jié)合曲線變化與流量變化的關(guān)系，對曲線進(jìn)行了修正，以保證機組運行更穩(wěn)定、更經(jīng)濟。第一種是汽輪機控制的操作性。在汽輪機的控制過程中，啟動過程也是一個關(guān)鍵的過程，技術(shù)人員對啟動進(jìn)行了人性化控制設(shè)計。在啟動的共振區(qū)內(nèi)，采用了自動升速率目標(biāo)設(shè)定，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到臨界轉(zhuǎn)速區(qū)時，目標(biāo)自動設(shè)為400r/min，以快速沖過共振區(qū)，避免了人為操作速度慢可能造成的汽輪機瞬時的振動過高。在人性化控制方面還表現(xiàn)在系統(tǒng)與操作人員的接口上，操作員輸入的參數(shù)都被限制在規(guī)定的范圍內(nèi)，超出范圍無法輸入，避免了運行人員由于操作錯誤或輸入定值錯誤造成機組失控。②汽輪機控制系統(tǒng)的自動化。自動化水平的高低能直接影響到機組的安全性和經(jīng)濟性，技術(shù)人員也一直在追求更高的自動化水平。在所有汽輪機的機組中，都采用了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，把鍋爐燃燒與汽輪機控制連為一體，從而使汽輪機控制變?yōu)閱我坏膱?zhí)行機構(gòu)，縮減了中間操作環(huán)節(jié)，以保證燃燒與發(fā)電量的平衡，減少了能源的損失，增強了機組的穩(wěn)定性，并給機組的運行人員減輕了操作負(fù)擔(dān)。

1.4汽輪機試驗管理措施

隨著汽輪機組運行管理的不斷深入，都需要對每一項實驗都作了嚴(yán)格的管理規(guī)定，并制定了相關(guān)的實驗規(guī)程和實驗記錄；在汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)的管理領(lǐng)域，現(xiàn)已有完整的管理體系和成熟的操作規(guī)程。

1.4.1閥門活動試驗措施

由于汽輪機組需要長期穩(wěn)定運行，它的閥門開度變化很小，這樣對閥門的靈活性就缺乏了解，為了避免各組汽門或調(diào)門在機組遮斷時拒動，對汽輪機組運行制定了閥門的定期活動試驗。試驗時要試驗的門關(guān)閉全行程的85%再打開，使閥門定期都能有一個活動的空間，避免閥門卡澀發(fā)生。針對這項試驗，閥門要采取每周試驗一次，由運行人員執(zhí)行并記錄，以保證對閥門始終有一個動態(tài)的管理。

1.4.2高壓遮斷模塊試驗措施

高壓遮斷模塊是關(guān)系汽輪機組安全性的核心設(shè)備，各種汽輪機組遮斷信號都是通過它來實現(xiàn)的，對此我們保護設(shè)計思想是寧可它誤動不能拒動。采取高壓遮斷模塊用4支電磁閥，兩兩冗余、失電則保護動作的方式。如果出現(xiàn)電磁閥卡澀或高壓遮斷模塊油路堵塞現(xiàn)象，對機組安全性都是一種危機針對這種情況，我們設(shè)計了高壓遮斷模塊試驗，我們通過試驗，可以實現(xiàn)定期活動電磁閥，并通過壓力開關(guān)的變化來檢查油路的情況。因為其重要性，同樣規(guī)定高壓遮斷模塊試驗為定期在線試驗項目。

1.5熱工和電氣保護試驗措施

每一臺汽輪機是整個機組的中間環(huán)節(jié)，是一個紐帶，要通過汽輪機將鍋爐產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為勵磁機產(chǎn)生的電能。在這個連貫過程中，安全是怎樣實現(xiàn)的呢？對此我們做了幾套保護措施，并把它們連貫起來，以達(dá)到動作的快速性和準(zhǔn)確性。其中具有代表性的是對發(fā)電機斷水保護、發(fā)電機逆功率保護和大連鎖保護。為保證動作的可靠性，在每次大小修啟機前，對這幾個試驗必須嚴(yán)格執(zhí)行，并有完整的實驗紀(jì)錄。

1.6油系統(tǒng)管理的措施

油系統(tǒng)是汽輪機組安全運行的工作介質(zhì)，沒有健全、合格的油系統(tǒng)體系，就難以保證汽輪機組的安全運行。汽輪機的控制油系統(tǒng)可分兩類，即高壓抗燃油和低壓潤滑油，低壓油系統(tǒng)是我們一直應(yīng)用的，對這套系統(tǒng)，已有成熟的管理體制和監(jiān)測手段。而高壓抗燃油是隨著汽輪機改造為DEH控制系統(tǒng)而產(chǎn)生的，對抗燃油的管理目前還不是很成熟，應(yīng)結(jié)合各門的特性，對油壓的動態(tài)波動曲線已有了一定的了解。

2.結(jié)語

電廠通過對汽輪機改造及安全技術(shù)監(jiān)督管理體系的改進(jìn)，形成了完善的汽輪機安全技術(shù)監(jiān)督管理體系，該體系的合理利用可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。通過DEH閥門管理為機組經(jīng)濟運行設(shè)定了最佳閥位的工作狀態(tài)，保證了以同樣的成本創(chuàng)造更大的利潤；機組穩(wěn)定帶來了效益。全年的非計停逐年遞減，機組全面穩(wěn)定發(fā)電，與改造前相比，每年僅此項指標(biāo)所創(chuàng)的效益就在幾百萬以上；建立了相應(yīng)的安全技術(shù)監(jiān)督體系，使非計劃停機次數(shù)得到控制，保護動作正確率達(dá)100%；降低了煤耗，機組的安全有了根本的保障。

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