發(fā)電廠汽機(jī)運(yùn)行的維護(hù)要點(diǎn)與措施分析

摘要：汽輪機(jī)在發(fā)電廠中屬于重要設(shè)備，其運(yùn)行可靠性會(huì)對(duì)汽輪機(jī)組整體經(jīng)濟(jì)性能、安全性產(chǎn)生直接影響，所以需要對(duì)發(fā)電廠汽機(jī)運(yùn)行加強(qiáng)維護(hù)，促使汽輪機(jī)組不斷提高運(yùn)行效率、經(jīng)濟(jì)性能和安全性。本文主要通過(guò)分析發(fā)電廠汽輪機(jī)的工作原理，梳理汽機(jī)運(yùn)行存在的問(wèn)題，提出發(fā)電廠汽機(jī)運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)及相關(guān)措施，在保證設(shè)備運(yùn)行可靠、供電安全基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)降低煤耗、節(jié)約能源的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠? 汽機(jī)? 運(yùn)行 維護(hù)

Abstract： Steam Turbine is an important equipment in power plant， its operation reliability will have a direct impact on the overall economic performance and safety of the steam turbine unit. So， it is necessary to strengthen the maintenance of steam turbine operation in power plant to promote the continuous improvement of operation efficiency， economic performance and safety of steam turbine unit. By analyzing the working principle of steam turbine in power plant， combing the problems existing in steam turbine operation， this paper puts forward the key points and relevant measures of steam turbine operation and maintenance in power plant， so as to achieve the goal of reducing coal consumption and saving energy on the basis of ensuring reliable equipment operation and safe power supply.

Key Words： Power Plant; Turbine; Operation; Maintenance

在我國(guó)電力事業(yè)不斷發(fā)展過(guò)程中，對(duì)供電質(zhì)量和安全性提出更高要求，需要發(fā)電廠合理提升生產(chǎn)效率。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就要關(guān)注改進(jìn)并優(yōu)化汽機(jī)運(yùn)行方式，在實(shí)際管理中加強(qiáng)汽機(jī)維護(hù)，使發(fā)電廠汽輪機(jī)組保持穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)。汽輪機(jī)組運(yùn)行期間，相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)各項(xiàng)常規(guī)數(shù)值指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合相關(guān)數(shù)值指標(biāo)準(zhǔn)確判斷機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，并以此為依據(jù)合理制定運(yùn)行維護(hù)措施，使發(fā)電廠的汽機(jī)不斷提升運(yùn)行效率，維護(hù)生產(chǎn)安全。

1 汽輪機(jī)運(yùn)行原理

發(fā)電廠中汽輪機(jī)為一個(gè)整體，在實(shí)際運(yùn)行期間主要通過(guò)鍋爐燃燒器促使煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)成蒸汽動(dòng)能，利用噴嘴使相關(guān)蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)組當(dāng)中，并帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，然后轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)發(fā)電目標(biāo)。盤(pán)車裝置是汽輪機(jī)的重要組成部分，其工作原理相對(duì)復(fù)雜，主要是在電機(jī)帶動(dòng)下使鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，之后在齒輪相互配合過(guò)程中將動(dòng)力傳遞至汽輪機(jī)大軸盤(pán)車。目前汽輪機(jī)當(dāng)中的盤(pán)車裝置有兩種工作模式，一種是手動(dòng)投入，另一種是自動(dòng)投入。其中，自動(dòng)投入的工作原理是運(yùn)行中助油泵會(huì)有一定油壓產(chǎn)生，在對(duì)油泵做出開(kāi)啟動(dòng)作時(shí)，會(huì)使出油壓力逐漸上升，當(dāng)達(dá)到某一數(shù)值將會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)傳輸至盤(pán)車控制臺(tái)后，會(huì)自動(dòng)將電磁閥帶點(diǎn)打開(kāi)，從而有一定動(dòng)力產(chǎn)生，相應(yīng)動(dòng)力達(dá)到一定程度，并且高于盤(pán)車彈簧阻力，就會(huì)使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，在帶動(dòng)作用發(fā)揮下使大盤(pán)車齒輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)[1]。手動(dòng)投入模式的工作原理和自動(dòng)投入模式比較類似，不過(guò)所用工藝更加簡(jiǎn)單，具體是在助油泵產(chǎn)生油壓之后，并且油壓數(shù)值達(dá)到一定范圍區(qū)間，就會(huì)有啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生，該啟動(dòng)新號(hào)傳輸至盤(pán)車控制室之后，以人工操作方式使拐臂杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，當(dāng)杠桿旋轉(zhuǎn)達(dá)到某一角度，可使齒輪開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在相關(guān)齒輪不斷運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中促使大軸盤(pán)車齒輪也同步運(yùn)動(dòng)。在汽輪機(jī)工作過(guò)程中，若盤(pán)車運(yùn)轉(zhuǎn)期間所產(chǎn)生扭力比齒輪所受氣壓數(shù)值更低，就會(huì)使盤(pán)車大軸齒輪與其他齒輪間產(chǎn)生一定相反力，使不同齒輪相互分離，在此基礎(chǔ)上使汽輪機(jī)盤(pán)車裝置當(dāng)中的各齒輪與連桿保持平衡狀態(tài)。

汽輪機(jī)級(jí)當(dāng)中所分布的蒸汽能量會(huì)在運(yùn)行期間轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，所以可據(jù)此對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行分級(jí)，包括反動(dòng)級(jí)、沖動(dòng)級(jí)、速度級(jí)[2]。其中，對(duì)于汽輪機(jī)速度級(jí)來(lái)說(shuō)，其在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)閲娮靸?nèi)部分布有蒸汽，這部分蒸汽在受熱之后會(huì)膨脹，并在膨脹之后產(chǎn)生一定動(dòng)能，而相關(guān)動(dòng)能往往要分次利用，一般情況下動(dòng)葉包含兩列。汽輪機(jī)沖動(dòng)級(jí)在工作過(guò)程中，其運(yùn)行原理主要是噴嘴內(nèi)所分布的蒸汽在受熱之后會(huì)膨脹，而在運(yùn)行期間噴嘴流道截面積呈現(xiàn)出逐漸減小趨勢(shì)，這會(huì)使得蒸汽運(yùn)動(dòng)速度不斷加快，從而產(chǎn)生越來(lái)越大的動(dòng)能。和沖動(dòng)級(jí)相比，反動(dòng)級(jí)無(wú)論是靜葉還是動(dòng)葉，其內(nèi)部蒸汽均會(huì)發(fā)生膨脹，受到反動(dòng)作用影響，會(huì)是動(dòng)葉流道當(dāng)中所分布的蒸汽提高流動(dòng)性能與流動(dòng)速度等。從理論層面分析，在各項(xiàng)條件均一致時(shí)，雙列速度級(jí)做功能力會(huì)高于沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)，并且比沖動(dòng)級(jí)高出2～3倍，比反動(dòng)級(jí)高出5～7倍。若發(fā)電廠汽輪機(jī)組當(dāng)中不支持應(yīng)用多級(jí)汽輪機(jī)，如果蒸汽等熵焓降超過(guò)普通沖動(dòng)級(jí)可利用有效限度，則適合應(yīng)用速度級(jí)。

因?yàn)閱渭?jí)汽輪機(jī)保持著較小的等熵焓降有效利用率，所以通常情況下發(fā)電廠會(huì)使用多級(jí)汽輪機(jī)，以最大程度提升等熵焓降實(shí)際有效利用率。多級(jí)汽輪機(jī)和單級(jí)汽輪機(jī)相比，其主要有兩大優(yōu)點(diǎn)：（1）汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，在條件特定的時(shí)候，下一級(jí)可對(duì)上一級(jí)余速損失實(shí)現(xiàn)有效利用;（2）各級(jí)等熵焓降相加起來(lái)會(huì)超過(guò)汽輪機(jī)整體的等熵焓降，兩者之比超過(guò)1。綜上所述，多級(jí)汽輪機(jī)其內(nèi)效率總和遠(yuǎn)超過(guò)各級(jí)平均內(nèi)效率。

2汽輪機(jī)運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題

在火電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)當(dāng)中的有關(guān)部件需要參與運(yùn)行，而若回?zé)峒訜崞靼l(fā)生故障，不能滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行要求，則可引發(fā)諸多問(wèn)題。如若加熱器運(yùn)行過(guò)程中旁路門未嚴(yán)實(shí)的密閉，從而引發(fā)泄露問(wèn)題，就可能造成加熱器系統(tǒng)通過(guò)旁路進(jìn)水，嚴(yán)重影響火電機(jī)組正常運(yùn)行，同時(shí)還會(huì)使汽輪機(jī)組整體熱經(jīng)濟(jì)性能下降。進(jìn)入到加熱器當(dāng)中的蒸汽飽和溫度和加熱器出水水溫之間的差為加熱器端差，汽機(jī)運(yùn)行期間，要最大程度降低端差，通常在表面式加熱器利用中，端差數(shù)值不能高于5～6°[3-4]。若加熱器運(yùn)行中存在過(guò)大的上端差，就會(huì)使出水溫度明顯下降，從而使該級(jí)抽氣量明顯降低，在此基礎(chǔ)上使高一級(jí)加熱器進(jìn)一步增加抽氣量。若相反，也就是加熱器有過(guò)大的下端差，就會(huì)明顯增加該級(jí)抽氣量，促使第一級(jí)加熱器減少抽氣量。另外加熱器運(yùn)行期間，可有多項(xiàng)因素造成出水溫度降低，比如鋼管水側(cè)結(jié)垢之后使管道出現(xiàn)明顯堵塞問(wèn)題，或運(yùn)行中水側(cè)流量急速上升，或疏水水位明顯提高，或加熱器旁路門誤開(kāi)火調(diào)整不合理等。在對(duì)加熱器進(jìn)行切除處理后，給水泵所輸出水溫和規(guī)定給水溫度相比會(huì)明顯降低，這種現(xiàn)狀會(huì)使系統(tǒng)循環(huán)吸熱溫度平均值大幅下降，從而對(duì)循環(huán)效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。而若加熱器旁路有泄露問(wèn)題存在，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中會(huì)隨著泄露程度的不斷增加而逐步降低經(jīng)濟(jì)性能。和小旁路泄露相比，大旁路泄露所造成的影響更加巨大。

3發(fā)電廠汽機(jī)運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)和措施

在發(fā)電廠對(duì)汽機(jī)運(yùn)行展開(kāi)維護(hù)過(guò)程中，要從優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理制作、規(guī)范安裝等層面入手，不斷優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行效率，并在此基礎(chǔ)上有效改善機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能。對(duì)于汽輪機(jī)組來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行成本密切相關(guān)，若汽輪機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中無(wú)意外情況出現(xiàn)，同時(shí)各項(xiàng)數(shù)值指標(biāo)均保持在規(guī)定范圍以內(nèi)，通常不會(huì)影響到機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能。而若汽輪機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中有相關(guān)數(shù)值指標(biāo)異常，超出限定范圍，會(huì)使運(yùn)行成本明顯增加，并且會(huì)對(duì)生產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。所以，要高度重視發(fā)電廠汽機(jī)運(yùn)行維護(hù)工作，把握維護(hù)要點(diǎn)，并采取一系列優(yōu)化措施。

3.1 優(yōu)化真空抽氣系統(tǒng)

在汽輪機(jī)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際情況合理選擇抽氣設(shè)備，尤其要科學(xué)改進(jìn)真空抽氣系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)維期間，要關(guān)注處理汽輪機(jī)所排放蒸汽，使相關(guān)蒸汽凝結(jié)成水然后再次利用在鍋爐運(yùn)行中。要保證凝結(jié)器真空抽氣系統(tǒng)充分發(fā)揮其功能作用，要將抽氣設(shè)備安裝在排氣部位，同時(shí)運(yùn)行期間始終保持真空狀態(tài)。因?yàn)槟髡婵粘闅庀到y(tǒng)是汽輪機(jī)輔機(jī)內(nèi)關(guān)鍵組成部分之一，其運(yùn)行可靠與否會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全和運(yùn)行效率產(chǎn)生直接影響。在機(jī)組運(yùn)行、啟動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中，都需要使用到抽氣設(shè)備，在確保抽氣設(shè)備正常運(yùn)行基礎(chǔ)上，確保凝汽器內(nèi)部始終保持真空狀態(tài)。噴射式真空抽氣器屬于動(dòng)量傳輸泵，運(yùn)行中主要在文丘里效應(yīng)基礎(chǔ)上產(chǎn)生高速射流，從而使氣流朝著出口方向不斷輸出。噴射式真空抽氣器基于不同的介質(zhì)可分為3種類型，即：蒸汽噴射真空泵、氣體噴射真空泵、液體噴射真空泵。3種真空抽氣器的動(dòng)力差異較大，分別是壓力蒸氣、非可凝性氣體、壓力水，不過(guò)3種真空抽氣器運(yùn)行原理基本相似。

目前一些發(fā)電廠會(huì)應(yīng)用水環(huán)真空泵實(shí)現(xiàn)真空抽取作業(yè)，具有較好的應(yīng)用效果。傳統(tǒng)抽氣系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行中時(shí)常發(fā)生故障問(wèn)題，由此引發(fā)真空系統(tǒng)漏氣，若漏氣量較大，還容易使水環(huán)真空泵運(yùn)行中存在過(guò)載問(wèn)題，從而對(duì)汽機(jī)機(jī)組整體運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生不良影響[5]。在優(yōu)化真空抽氣系統(tǒng)過(guò)程中，要保證凝結(jié)器當(dāng)中始終處于真空狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上不斷提高機(jī)組整體運(yùn)行效率，維護(hù)機(jī)組運(yùn)行安全，并同步節(jié)約運(yùn)行成本。抽氣系統(tǒng)經(jīng)過(guò)優(yōu)化改進(jìn)后，可使發(fā)電廠的熱力循環(huán)效率明顯提升，目前在發(fā)電廠應(yīng)用較為廣泛。

3.2 改進(jìn)回?zé)峒訜崞?/p>

回?zé)峒訜崞髟谄麢C(jī)機(jī)組運(yùn)行期間發(fā)揮著重要作用，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展過(guò)程中，回?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)更加完善，和傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，工作效率也明顯提升。汽輪機(jī)經(jīng)過(guò)改進(jìn)優(yōu)化后，抽氣能級(jí)會(huì)有一定差異，在能力增加過(guò)程中，能級(jí)也會(huì)同步增加。對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，可使汽輪機(jī)當(dāng)中抽汽做功效率明顯提升。在實(shí)際改進(jìn)優(yōu)化中，涉及到的主要內(nèi)容有加熱器抽氣壓力損失、上端差、下端差等?；?zé)峒訜崞飨到y(tǒng)經(jīng)過(guò)優(yōu)化處理后，可使汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)得到改善，并使機(jī)組整體運(yùn)行效率明顯提升。

3.3 合理調(diào)整給水泵

在原有電動(dòng)給水泵當(dāng)中，其運(yùn)行方式主要是定速給水泵，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)鍋爐給水閥進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。在此工作模式下，若機(jī)組保持低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，將使閥門節(jié)流損失比較大。為改善這一現(xiàn)狀，運(yùn)維過(guò)程中要對(duì)給水泵展開(kāi)變速調(diào)節(jié)，具體就是結(jié)合實(shí)際情況以及相關(guān)規(guī)范要求適當(dāng)調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速，從而使水泵性能曲線發(fā)生改變，如果管路曲線未發(fā)生改變，就要合理調(diào)整工作點(diǎn)，從而使給水泵整體運(yùn)行方式得到優(yōu)化[6]。運(yùn)維期間將傳統(tǒng)的定速調(diào)節(jié)替換為變速調(diào)節(jié)，不需要使用給水調(diào)節(jié)閥就可改變給水流量，特別是在機(jī)組保持低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能獲得明顯的節(jié)能效果。通過(guò)應(yīng)用這一調(diào)節(jié)方式，還有助于降低氣動(dòng)泵組整體運(yùn)行成本，提升汽機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能。

3.4 積極利用新技術(shù)

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展過(guò)程中，各大發(fā)電廠開(kāi)始普遍應(yīng)用汽輪機(jī)，由此促使發(fā)電廠不斷提高生產(chǎn)效率，推進(jìn)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在新時(shí)期環(huán)境下，電力行業(yè)越來(lái)越關(guān)注研發(fā)大型汽輪機(jī)組，尤其關(guān)注加長(zhǎng)末級(jí)葉片。通過(guò)深入研究汽輪機(jī)，使汽輪機(jī)整體熱效率明顯提升。

4 結(jié)語(yǔ)

在發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中，汽機(jī)運(yùn)行狀態(tài)會(huì)直接影響到發(fā)電過(guò)程和生產(chǎn)效率，所以要對(duì)汽輪機(jī)加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，使其運(yùn)行狀態(tài)更加可靠、穩(wěn)定、安全，并在此基礎(chǔ)上不斷提高發(fā)電效率。發(fā)電廠要對(duì)汽輪機(jī)組加大研究力度，重點(diǎn)針對(duì)給水泵、回?zé)峒訜崞鳌⒛鞯仍O(shè)備采取一系列優(yōu)化措施，從而使汽輪機(jī)組整體生產(chǎn)效率不斷提升，滿足各領(lǐng)域提出的電力需求，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，有效緩解能源壓力，促進(jìn)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：朱熠（1973-），男，本科，技師，中級(jí)職稱，研究方向?yàn)闊崮軇?dòng)力。

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