论文部分内容阅读
[摘 要]近几十年来，我国的电力事业随着我国科学技术的发展而不断前进。其中汽轮机组作为一种重要的发电设备，不断向着大容量、高参数方向发展，这种发展趋势给汽轮机组带来了尽量高的热效率。在本文中，作者通过工程实例详细分析了当前我国发电厂汽轮机系统存在的一些问题，并提出了对应的优化措施。
[关键词]汽轮机 发电厂 系统优化 策略
中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0233-01
1.前言
汽轮机是一种用于电力发电的重要电力设备，汽轮机系统的热效率直接影响着发电厂的发电效率。随着我国科学技术以及电力事业的不断发展，汽轮机也在向着大容量、高参数方向迈步。但是，随着汽轮机组设备的不断复杂化，在发电过程中需要控制的因素不断变多，传统的纯液压调节系统己经很难满足汽轮机组设备的要求[1]。为了使汽轮机获得更高的热效率，我们有必要对发电厂的汽轮机系统进行优化，以达到电厂大容量机组的高效运行和节能降耗的目的。
2.影响汽轮机经济性的因素
对汽轮机经济性有影响的因素比较多，比如汽轮机的供电煤耗等。以亚临界300MW汽轮机供电煤耗为例，当设计汽轮机供电煤耗320.4g/（kW·h）计算出其对供电煤耗的影响结果如下表。
虽然实际上的各种影响因素对汽轮机供电煤耗的影响值只有在经过汽轮机组投入运行后才能根据热力试验分析确定，但是各个因素与上表所示具有相同的影响趋势以及影响率，因此这些数据对该发电厂具有非常重要的指导意义[2]。分析影响因素对汽轮机运行经济性影响值可以为该电厂汽轮机的节能措施制定、节能项目分析以及经济运行指出了明确的方向。
3.汽轮机系统存在问题及优化措施
3.1 汽轮机本身问题
汽轮机本身存在的问题主要包括高压缸效率低和调节级效率低两项。高压缸效率低是该厂采用的300MW亚临界机组在实际运行中普遍存在的问题，该机组的高压缸排汽温度高出规划值15-20℃，致使高压缸效率偏低4-10%。汽轮机的调节效率低现象是由其密封性引起的，主汽设计压力为 16.7×106Pa，调节级动叶后设计压力为11.819×103Pa，该电厂采用单齿、镶嵌式固定结构的调节级，从同类型机组大修揭缸检查结果可以看出此汽封无磨损现象，是由设计间隙值过大原因降低了其密封性，导致汽轮机的调节级效率低[3]。
优化措施：
在对汽轮机设备进行检修时应严格控制通流间隙的质量；在汽轮机运行时若出现上下缸温差较大的情况，应及时联系厂家通过试验确认汽轮机的汽缸夹层蒸汽流量和流向，及时更换汽封或者调整通流部分间隙，以有效消除设备存在的缺陷。
3.2 疏水系统的问题
该电厂采用的300MW亚临界机组的热力管道和本身的疏水系统相当庞大，汽轮机侧装有有七十根左右的各类疏水管道，因此容易导致阀门发生内漏的现象。根据相关机组试验的实验结果可知，庞大的疏水系统可对机组功率产生7-10MW的影响。
优化措施：
该电厂在对疏水系统进行规划时，将管道疏水扩容器以及高加危急疏水扩容器取消，并加强了安装和调试汽轮机疏水阀门的质量监督工作，将汽轮机运行过程中有关阀门的维护和更换工作作为机组维修的重点。经此优化后，该电厂发电煤耗率降低了5.4g/（kW·h）。
3.3 轴封系统的问题
该电厂采用的300MW亚临界机组在进行轴封系统设计时过于考虑热经济性，使系统过于简化，在运行时存在轴封系统在开停机时压力偏低以及机组运行时高压轴封漏汽量大等等一系列问题。
优化措施：
对汽轮机的轴封系统进行设计时增设轴封供汽母管管径，这样可以解决轴封系统在开停机时偏压力低等的问题，确保该电厂的电力设备安全、高效的运作。
3.4 汽动给水泵组的问题
该电厂采用的汽动给水泵轴端采用迷宫密封的形式，在汽动给水泵紧急停机的特殊情况下，采用这种类型的密封形式会经常出现密封水回水不畅等问题，导致少量水进入小机油箱，给汽动给水泵安全经济运行带来不良的影响。该电厂采用的汽轮给水泵机，均有两台互为备用的主油泵配置在每台小机上。但当运行油泵出现故障不能正常运行时，此时由于润滑油压力不足启动备用油泵经常出现小机跳机的现象。在高负运行荷时甚至有可能发生主机解列的现象（因汽包水位低引起）。
优化措施：
（a）改动汽动给水泵密封水回水至地沟的阀门，将其由手动阀门改为DCS系统控制开关信号的电动或者气动的控制阀门；（b）给启动给水泵组安装专门的浮球阀门式低位密封水箱；（c）严格因监测汽动给水泵的运行状态，维护好小机油泵的正常运行。
3.5 循环水系统的问题
循环水系统存在的问题以及优化的措施如下表。
4.结语
汽轮发电机组是一种用于电力发电的重要电力设备，随着我国的电力事业的发展汽轮机也不断向着大容量、高参数方向发展，但是由于需要控制的因素较多，汽轮机系统在运行时总会出现一些问题。对发电厂的汽轮机系统进行优化可以获得较高的热效率，具有非常重要的意义。
参考文献
[1] 陈永红、陈永辉、叶荣学，DEH系统电液转换器存在的问题及解决方法[J].中国电力，2009，（21）.
[2] 汪笑梅、乐吉刚、包宜家.集散型控制系统在大型汽轮机发电机转子试验监控中的应用[J].测控技术，2009，（19）.
[3] 周君芬、孙耘、昊永存、崔振武，镇海发电厂200Mw火电机组燃烧控制系统的改造设计[J].浙江电力，2009，（12）.
[关键词]汽轮机 发电厂 系统优化 策略
中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0233-01
1.前言
汽轮机是一种用于电力发电的重要电力设备，汽轮机系统的热效率直接影响着发电厂的发电效率。随着我国科学技术以及电力事业的不断发展，汽轮机也在向着大容量、高参数方向迈步。但是，随着汽轮机组设备的不断复杂化，在发电过程中需要控制的因素不断变多，传统的纯液压调节系统己经很难满足汽轮机组设备的要求[1]。为了使汽轮机获得更高的热效率，我们有必要对发电厂的汽轮机系统进行优化，以达到电厂大容量机组的高效运行和节能降耗的目的。
2.影响汽轮机经济性的因素
对汽轮机经济性有影响的因素比较多，比如汽轮机的供电煤耗等。以亚临界300MW汽轮机供电煤耗为例，当设计汽轮机供电煤耗320.4g/（kW·h）计算出其对供电煤耗的影响结果如下表。
虽然实际上的各种影响因素对汽轮机供电煤耗的影响值只有在经过汽轮机组投入运行后才能根据热力试验分析确定，但是各个因素与上表所示具有相同的影响趋势以及影响率，因此这些数据对该发电厂具有非常重要的指导意义[2]。分析影响因素对汽轮机运行经济性影响值可以为该电厂汽轮机的节能措施制定、节能项目分析以及经济运行指出了明确的方向。
3.汽轮机系统存在问题及优化措施
3.1 汽轮机本身问题
汽轮机本身存在的问题主要包括高压缸效率低和调节级效率低两项。高压缸效率低是该厂采用的300MW亚临界机组在实际运行中普遍存在的问题，该机组的高压缸排汽温度高出规划值15-20℃，致使高压缸效率偏低4-10%。汽轮机的调节效率低现象是由其密封性引起的，主汽设计压力为 16.7×106Pa，调节级动叶后设计压力为11.819×103Pa，该电厂采用单齿、镶嵌式固定结构的调节级，从同类型机组大修揭缸检查结果可以看出此汽封无磨损现象，是由设计间隙值过大原因降低了其密封性，导致汽轮机的调节级效率低[3]。
优化措施：
在对汽轮机设备进行检修时应严格控制通流间隙的质量；在汽轮机运行时若出现上下缸温差较大的情况，应及时联系厂家通过试验确认汽轮机的汽缸夹层蒸汽流量和流向，及时更换汽封或者调整通流部分间隙，以有效消除设备存在的缺陷。
3.2 疏水系统的问题
该电厂采用的300MW亚临界机组的热力管道和本身的疏水系统相当庞大，汽轮机侧装有有七十根左右的各类疏水管道，因此容易导致阀门发生内漏的现象。根据相关机组试验的实验结果可知，庞大的疏水系统可对机组功率产生7-10MW的影响。
优化措施：
该电厂在对疏水系统进行规划时，将管道疏水扩容器以及高加危急疏水扩容器取消，并加强了安装和调试汽轮机疏水阀门的质量监督工作，将汽轮机运行过程中有关阀门的维护和更换工作作为机组维修的重点。经此优化后，该电厂发电煤耗率降低了5.4g/（kW·h）。
3.3 轴封系统的问题
该电厂采用的300MW亚临界机组在进行轴封系统设计时过于考虑热经济性，使系统过于简化，在运行时存在轴封系统在开停机时压力偏低以及机组运行时高压轴封漏汽量大等等一系列问题。
优化措施：
对汽轮机的轴封系统进行设计时增设轴封供汽母管管径，这样可以解决轴封系统在开停机时偏压力低等的问题，确保该电厂的电力设备安全、高效的运作。
3.4 汽动给水泵组的问题
该电厂采用的汽动给水泵轴端采用迷宫密封的形式，在汽动给水泵紧急停机的特殊情况下，采用这种类型的密封形式会经常出现密封水回水不畅等问题，导致少量水进入小机油箱，给汽动给水泵安全经济运行带来不良的影响。该电厂采用的汽轮给水泵机，均有两台互为备用的主油泵配置在每台小机上。但当运行油泵出现故障不能正常运行时，此时由于润滑油压力不足启动备用油泵经常出现小机跳机的现象。在高负运行荷时甚至有可能发生主机解列的现象（因汽包水位低引起）。
优化措施：
（a）改动汽动给水泵密封水回水至地沟的阀门，将其由手动阀门改为DCS系统控制开关信号的电动或者气动的控制阀门；（b）给启动给水泵组安装专门的浮球阀门式低位密封水箱；（c）严格因监测汽动给水泵的运行状态，维护好小机油泵的正常运行。
3.5 循环水系统的问题
循环水系统存在的问题以及优化的措施如下表。
4.结语
汽轮发电机组是一种用于电力发电的重要电力设备，随着我国的电力事业的发展汽轮机也不断向着大容量、高参数方向发展，但是由于需要控制的因素较多，汽轮机系统在运行时总会出现一些问题。对发电厂的汽轮机系统进行优化可以获得较高的热效率，具有非常重要的意义。
参考文献
[1] 陈永红、陈永辉、叶荣学，DEH系统电液转换器存在的问题及解决方法[J].中国电力，2009，（21）.
[2] 汪笑梅、乐吉刚、包宜家.集散型控制系统在大型汽轮机发电机转子试验监控中的应用[J].测控技术，2009，（19）.
[3] 周君芬、孙耘、昊永存、崔振武，镇海发电厂200Mw火电机组燃烧控制系统的改造设计[J].浙江电力，2009，（12）.