火力发电厂汽轮机系统运行中存在的问题李想

火力发电厂汽轮机系统运行中存在的问题李想

(中国电建集团华中电力设计研究院有限公司河南郑州450007)

摘要:伴随着国家经济的飞速发展,社会对于电力的需求越来越多,火力发电仍然是主要发电模式。结合国家现阶段的电力情况,发现我国电力结构正在转型阶段,由于电网负荷的需求,火力发电厂负荷变动、频繁启停等状况较以前更为严重,对系统的经济稳定运行带来了极大的挑战。为了更好的保证汽轮机系统安全稳定运行,需要不断优化火力发电厂汽轮机系统,减少系统故障,增加使用寿命。

关键词:火力发电厂;汽轮机系统;运行过程

1火力发电厂汽轮机系统概述

我国经济的快速增长,也加大了对电力的需求量,由于我国电力结构正处于转型阶段,晚间电网负荷与白天电网负荷的差距越来越大,这种情况将对火力发电厂中的汽轮机系统运行产生一定的影响。我国的火力发电中使用的汽轮机多运用基本负荷为设计原理,在实际的使用中经常出现启停与负荷变动等问题,汽轮机的运行效率与设计值相比差距很大,所以要保证汽轮机的经济性和安全性,就要不断研发和创新汽轮机技术,增加汽轮机系统使用寿命。同时,要保证系统运行的稳定性,满足社会用电需求,也需要加强对汽轮机系统故障的防控。本文首先将对电厂汽轮机系统安装和运行中的常见问题进行分析,进而提出改善意见及解决措施,以期为实际安装及运行过程提供指导意义。

2火力发电厂汽轮机运行中存在的常见问题

电厂汽轮机系统长期处于高温高压下连续作业,并且面对多工况的转变,其本体及辅机系统难以避免会出现一些异常。常见问题主要有以下几项:

2.1汽轮机轴系振动过大

汽轮机振动问题是电厂运行过程中较为常见的问题,并且很难加以控制。汽轮机轴系振动过大,不仅会影响汽轮发电机组的安全稳定运行,还会对汽机轴承座、气缸连接部件等造成损伤,降低汽机使用寿命,严重的还会造成跳机停车的事故。造成汽轮机轴系振动的原因主要有以下几项:

1)没有很好的校正汽轮发电机组转子的动平衡。

2)存在轴承座与基础的安装接触不良,轴系找正偏差大等安装问题。

3)汽轮机运行过程中,进汽调门开度是否一致等控制因素也会影响到轴系振动。

2.2汽轮机油系统故障

汽轮机油系统主要由润滑油及EH油(调节油)系统组成。润滑油系统若发生故障,将导致轴承等部件的摩擦损失增大,甚至可能引起轴瓦烧毁的事故。EH油系统若发生故障,将对汽轮机调节、安全功能产生极大隐患。根据以往运行案例,导致汽轮机油系统故障的原因主要有以下几点:

1)油液质量不合格。油中水分含量超标、颗粒污染等问题,都会使系统运行受到很大影响。

2)油温未得到有效控制。若冷油器中冷却水压力过低,或冷却系统调节阀门失效,则会造成油温过高的情况。

3)油管路设计不合理。若油管路设计中,油管支架缺乏有效支撑强度,则管路在低强度支撑下,被迫长期处于振动状态,容易引起裂缝,造成油液泄露。

4)安装工艺不规范。在安装过程中,油管接口处若存在较大拉切应力,或法兰螺栓紧力不均导致“O”型圈移位等,在运行过程中都可能导致油管泄露等后果。

2.3汽轮机系统真空下降问题

真空系统在机组启动和运行过程中都起着重要的作用。在真空泵工作过程中,若内部水温过高,则使真空泵抽气量减小,导致真空泵出力不足。而当外界环境温度较高时,循环水温也会随之升高,将对凝汽器的吸热量和蒸汽的冷凝温度带来较大影响,降低了真空度,提高了排汽压力降。另外,真空系统泄漏是导致汽轮机凝汽器真空度下降的主要原因。真空系统的严密性涉及的系统较多,包括抽真空系统、疏水系统、旁路系统、凝结水系统、轴封系统、抽汽回热系统等,机组运行过程中可能会出现泄漏情况,所以需要快速的查找泄漏点,消除泄漏对真空系统的影响。

2.4汽轮机疏水系统问题

汽轮机疏水系统应能确保在机组启动、停机、快速升降负荷等运行时,将汽轮机本体、本体阀门及蒸汽管道内的凝结水疏排出去,从而防止因为汽轮机进水或冷汽而造成汽缸上下缸温差大、汽缸变形、转子弯曲、动静部件相互摩擦、甚至引起叶片断裂等严重事故。因此,汽轮机疏水系统是确保机组安全、稳定运行的非常重要的系统。但在实际运行过程中,因疏水问题导致故障的情况时有发生。例如,系统管道疏水与汽机本体疏水之间发生串流及倒流;疏水阀启闭的控制不当、疏水不畅导致无法正常暖机等;高温蒸汽泄露至凝汽器,加重凝汽器负荷,降低系统资源利用率等。

3解决汽轮机运行问题的有效措施

3.1汽轮机轴系振动的解决方法

根据汽轮机轴系振动产生的原因,可分别从以下几个方面加以优化:

1)由于转子的动平衡试验一般在制造厂进行,因此在制造厂监造时,应加强对转子弯曲度、晃度等指标的检查验收。

2)严格控制安装过程及质量,保证轴承座及基础的安装接触良好、保证机组轴承及瓦枕安装符合图纸要求、加强机组基础沉降的观测和控制、保证转子联轴器同心度在要求范围内等。

3)运行过程中,需尽量控制对机组振动产生影响的因素。例如主汽门、再热汽门调门开度偏差越大,会造成左右两边进汽推力的偏差,从而影响转子运行中的平衡偏差,因此需合理控制调门开度;机组在运行到接近临界转速时会产生共振,因此需快速通过临界转速,避免对转子造成损坏。

3.2汽轮机油系统故障防范措施

可通过以下措施,降低油系统运行问题发生的可能性:

1)加强运行控制,防止油质污染。加强对油质的指标监测,定期化验,保证其各项指标在要求范围内。

2)加强油温控制。在冷却水系统设计时应充分考虑主机润滑油冷却水参数要求。

3)油管路支吊架设计中,应合理考虑管路支撑。尤其在接口处,应通过合理设置支吊架来减少管道对接口的附加力影响。

4)规范油管道焊接及安装工艺,消除焊接应力等潜在问题。

3.3针对真空度下降的防范措施

针对真空泵内部水温过高的问题,应当定期检查真空泵设备,确保冷却器未发生堵塞或故障情况,并且确保分离器液位处于正常水平。要对凝汽器管道进行合理维护,防止因换热管堵塞导致运行中真空下降。若发现真空系统泄露,则需在第一时间对相关系统进行泄漏点查找并修复,阻止汽轮机真空度持续降低。

3.4疏水系统优化措施

以下措施可基本解决汽缸进入水和冷蒸汽的问题:将系统管道疏水与本体疏水分开,接入不同的疏水扩容器或疏水集管,有效防止相互串流及倒流;在确定所接入的疏水集管时,应根据实际运行情况的压力高低及机组的运行方式作出最优处理;优化疏水控制系统及运行操作,由传统的机组负荷控制,改由管道蒸汽压力和温度来控制,并在不同运行工况下,开启不同的疏水系统阀门及开度。

4结语

综上所述,由于汽轮机系统结构和系统复杂,在运行过程中可能出现各种问题,影响电厂运行的安全性和经济性。因此,在设计、安装及运行过程中,应采取有效措施,减少系统故障,降低设备能耗,提高运行效率,节约经济成本,为走可持续发展道路奠定基础。

参考文献

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