發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行

李斌

(天津藍(lán)巢電力檢修有限公司,天津 300380)

為了進(jìn)一步提升電力企業(yè)資源供應(yīng)的需求,建立現(xiàn)代化的發(fā)電廠動(dòng)力傳輸新體系,除了不斷實(shí)行發(fā)電廠內(nèi)部動(dòng)力結(jié)構(gòu)優(yōu)化,同時(shí)也要不斷尋求發(fā)電廠機(jī)械做功中的不足,不斷實(shí)施機(jī)械部分的輔助性優(yōu)化,提升機(jī)械系統(tǒng)的做功效率,適應(yīng)社會(huì)電力供應(yīng)體系的發(fā)展需要。

1 發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的疑難問(wèn)題及處理

1.1 高加內(nèi)部冷段問(wèn)題

在汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,5號(hào)機(jī)中的1號(hào)高加疏水溫升過(guò)程進(jìn)行檢修,發(fā)現(xiàn)存在壓力低、水位高的現(xiàn)象,對(duì)放水門(mén)產(chǎn)生了一定的危急影響,保護(hù)動(dòng)作較為經(jīng)常性,這種故障問(wèn)題,嚴(yán)重影響了汽機(jī)機(jī)組的正常運(yùn)行效率,并形成了故障隱患。

針對(duì)此種狀況,檢修工作人員進(jìn)一步對(duì)5號(hào)高加疏水系統(tǒng)管路、逆止門(mén)、抽氣口管路以及電動(dòng)門(mén)逐一進(jìn)行排查,將每一個(gè)環(huán)境的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄,最終得出故障原因,明確為高加內(nèi)部冷段問(wèn)題。

在明確故障位置與故障原因的前提下,進(jìn)一步提出故障處理策略,即對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行有效優(yōu)化,初步完成優(yōu)化之后,還要通過(guò)試運(yùn)行進(jìn)一步檢測(cè),完善最終的應(yīng)對(duì)處理策略。

1.2 汽門(mén)生成氧化皮問(wèn)題

在汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,頻繁發(fā)生中卡現(xiàn)象,預(yù)測(cè)故障原因可能為高壓閥門(mén)配件生成氧化皮。

對(duì)相關(guān)主蒸汽高調(diào)門(mén)以及自動(dòng)主汽門(mén)、再熱聯(lián)合汽門(mén)等的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn),在蒸汽品質(zhì)的影響下,均有不同程度的氧化皮生成,對(duì)機(jī)組的安全可靠產(chǎn)生了極大的影響。檢測(cè)中還發(fā)現(xiàn),由于氧化皮的原因,配件無(wú)法進(jìn)行直接拆卸,甚至?xí)霈F(xiàn)配件相互咬死的狀況,對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況以及工期都會(huì)產(chǎn)生極大的影響。

針對(duì)上述高壓閥門(mén)配件生成氧化皮導(dǎo)致的運(yùn)行故障,可進(jìn)行創(chuàng)新型優(yōu)化,將機(jī)修鉗工與金工車(chē)床進(jìn)行結(jié)合處理,同時(shí)采用浸煤油、車(chē)削破壞最經(jīng)濟(jì)件、控制溫度火把加熱等手段盡量拆卸,避免不必要的、貴重的配件損失。

1.3 低壓銅管損壞問(wèn)題

在汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水流量發(fā)生了嚴(yán)重變化,其流量增速顯著增加。

經(jīng)檢修發(fā)現(xiàn),2號(hào)機(jī)與4號(hào)機(jī)中的絕大多數(shù)銅管都發(fā)生了嚴(yán)重?fù)p壞,其中,堵管86根。

針對(duì)上述低壓銅管損壞原因?qū)е碌哪Y(jié)水流量問(wèn)題,會(huì)進(jìn)一步增加對(duì)銅管的沖蝕,形成惡性循環(huán),將銅管更換為碳鋼管之后,同時(shí)對(duì)3號(hào)機(jī)本體的疏水系統(tǒng)進(jìn)行改造,利用低壓疏水?dāng)U容器來(lái)達(dá)到合理化疏水通道的效果。除此之外,對(duì)3號(hào)機(jī)的冷油閥門(mén)、冷風(fēng)閥門(mén)以及出水閥門(mén)等進(jìn)行更換,采用硬質(zhì)密封蝶閥,能夠最大程度保證閥門(mén)的密封性。

2 發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行

2.1 給水泵的優(yōu)化運(yùn)行

電動(dòng)給水泵有兩種運(yùn)行方式,分別為定速給水泵和變速給水泵。定速給水泵通過(guò)鍋爐給水閥門(mén)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況時(shí),鍋爐給水閥門(mén)會(huì)出現(xiàn)比較大的節(jié)流損耗,這種調(diào)節(jié)方法便失去功能。變速給水泵通過(guò)平移泵的獨(dú)特曲線實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn),相比于定速給水泵,變速給水泵可以保持調(diào)節(jié)閥門(mén)的同時(shí)改變積水流量,尤其在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,變速給水泵的節(jié)能效果更明顯。

優(yōu)化給水泵要從機(jī)組的實(shí)際配置和單臺(tái)汽動(dòng)給水泵自身的余量出發(fā)。當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),以不同的方式對(duì)電動(dòng)給水泵和汽動(dòng)給水泵進(jìn)行試驗(yàn),泵組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式根據(jù)汽動(dòng)給水泵機(jī)組制定,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠氣動(dòng)泵組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性更高。根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行方式,汽動(dòng)給水泵的運(yùn)行情況處于備用狀態(tài)時(shí),備用給水泵會(huì)在熱備用狀態(tài)中維持每分鐘三千轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)給水泵有流量可以再循環(huán)。這種備用泵小號(hào)的蒸汽流量比較大,所以導(dǎo)致泵組的整體氣耗量都相對(duì)增加,因此,要在機(jī)組處于低負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,采用單泵運(yùn)行的方式。但是值得注意的是,汽動(dòng)泵在啟動(dòng)和停止時(shí)都會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,所以不能僅僅根據(jù)負(fù)荷的運(yùn)行情況選擇給水泵的運(yùn)行方式,還應(yīng)該考慮負(fù)荷變化的持續(xù)時(shí)間。另外,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該考慮電動(dòng)泵的容量來(lái)選擇電動(dòng)泵備用方式。

2.2 加熱器的優(yōu)化運(yùn)行

在汽機(jī)輔機(jī)正常運(yùn)行時(shí),加熱器運(yùn)行的數(shù)量應(yīng)該等同于設(shè)計(jì)的數(shù)量,如果有任何一個(gè)加熱器出現(xiàn)故障,這個(gè)加熱器就會(huì)被機(jī)組關(guān)閉,如果發(fā)電廠加熱器的旁路門(mén)沒(méi)有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān),加熱器的進(jìn)水就會(huì)流到其它支路中,導(dǎo)致發(fā)電廠的整個(gè)機(jī)組都會(huì)受到損害,降低了發(fā)電廠的發(fā)電能力,具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)故障加熱器被關(guān)閉,發(fā)電廠匯總的高壓加熱器會(huì)過(guò)多地抽油,從而降低加熱器的轉(zhuǎn)換能力。另外,汽輪中會(huì)進(jìn)入大量的抽油,使汽輪機(jī)部件的壓力增大,汽輪機(jī)溫度下降,導(dǎo)致輔機(jī)溫度升高。(2)加熱器支路無(wú)法完全閉合,使蒸汽外泄,熱量流失,加大了發(fā)電廠的損耗。(3)疏水泵出現(xiàn)故障,導(dǎo)致水位出現(xiàn)變化,影響傳熱能力,并且容易損壞機(jī)組。針對(duì)此,可以對(duì)加熱器進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化方式在加熱系統(tǒng)范圍中加入U(xiǎn)型管板高壓加熱器,U性加熱器的內(nèi)部包括蒸汽冷卻、疏水冷卻和凝結(jié)。蒸汽冷卻可以對(duì)經(jīng)過(guò)的水進(jìn)行加熱,疏水冷卻也可以提高水溫和抽氣能量的利用率,同時(shí)還能降低自身溫度,降低后階段抽氣的排斥能力。蒸汽冷卻和疏水冷卻相配合,能明顯提高對(duì)加熱器端差變化幅度的控制,從而提高加熱器的經(jīng)濟(jì)性。另外,這種優(yōu)化方式還可以減少壓力型除氧器直接排放蒸汽導(dǎo)致熱能資源和水資源的浪費(fèi)。

2.3 循環(huán)水泵的優(yōu)化運(yùn)行

當(dāng)汽輪機(jī)組和冷卻水溫度一定時(shí),循環(huán)水流量會(huì)引起凝汽器壓力的變化,其前提是汽輪機(jī)組和冷卻水溫度會(huì)影響循環(huán)水泵的耗功。當(dāng)循環(huán)水流量加大時(shí),凝汽器壓力會(huì)變小,此時(shí)機(jī)組就會(huì)加大出力,同時(shí),循環(huán)水泵的耗功也會(huì)變大。當(dāng)水流量增加至一定程度時(shí),水泵耗功加大會(huì)將機(jī)組出力增加值抵消。所以在對(duì)循環(huán)水泵優(yōu)化時(shí),必須要測(cè)量循環(huán)水泵的功耗、流量,以及汽輪機(jī)出力的加大程度、凝汽器的性能等,同時(shí)還要考慮到機(jī)組負(fù)荷和循環(huán)水溫變化的影響,綜合以上條件便可以計(jì)算水溫條件與機(jī)組負(fù)荷一定時(shí),最適合機(jī)組運(yùn)行的泵壓,從而確定循環(huán)水泵的運(yùn)行方式。

2.4 凝汽器真空抽氣系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行

機(jī)組凝汽器主要是用于凝結(jié)汽輪機(jī)排出的蒸汽,使之可以重新被鍋爐使用。在排氣處要利用抽氣設(shè)備保持凝汽器內(nèi)部的真空狀態(tài),而這個(gè)真空狀態(tài)對(duì)機(jī)組運(yùn)行十分重要,可以說(shuō)凝汽器真空抽氣系統(tǒng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行都有十分關(guān)鍵的影響。

目前多數(shù)發(fā)電廠使用的抽氣系統(tǒng)都為噴射式真空抽氣器,這種抽氣器游客根據(jù)使用介質(zhì)分為射水抽氣器和射汽抽氣器,其中射水抽氣器抽取真空的原理為壓力水,而射汽抽氣器抽取真空的原理為壓力蒸汽,但是除此之外,兩者基本類(lèi)似。還要一些發(fā)電廠使用水環(huán)真空泵保持真空,這種真空泵比抽氣器明顯更突出,比如在啟動(dòng)時(shí),水環(huán)真空泵比抽氣器的抽取能力更大,所以啟動(dòng)的時(shí)間就更少;在運(yùn)行時(shí),水環(huán)真空泵比抽氣器的汽水損失率更低,機(jī)械化水平更高。但水環(huán)真空泵也存在著一些缺陷,比如這種真空泵的成本比較高,而且處理蒸汽的能力也不如抽氣器突出,如果泄漏過(guò)多還可能出現(xiàn)過(guò)載運(yùn)行,使真空系統(tǒng)運(yùn)行面臨的威脅更嚴(yán)重。而抽氣器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)被廣泛使用。在具體選擇時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)發(fā)電廠的實(shí)際情況挑選合適的抽氣設(shè)備。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行的分析,是現(xiàn)代電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)逐步綜合性拓展的有效方式。在此基礎(chǔ)上,基于對(duì)發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)研究的必要性要求,解決發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)作機(jī)械設(shè)備中存在的問(wèn)題,應(yīng)實(shí)施給水泵機(jī)械系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、加熱器結(jié)構(gòu)周期性運(yùn)轉(zhuǎn)、水泵循環(huán)組機(jī)有效性控制、以及凝汽器真空抽氣系統(tǒng)動(dòng)力做功有序性控制,實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠汽機(jī)做工的速率的高效性傳輸。因此,淺析發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行,是現(xiàn)代電力供應(yīng)體系不斷優(yōu)化的技術(shù)保障。

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