发电厂汽机辅机的优化运行

李斌

(天津蓝巢电力检修有限公司,天津 300380)

为了进一步提升电力企业资源供应的需求,建立现代化的发电厂动力传输新体系,除了不断实行发电厂内部动力结构优化,同时也要不断寻求发电厂机械做功中的不足,不断实施机械部分的辅助性优化,提升机械系统的做功效率,适应社会电力供应体系的发展需要。

1 发电厂汽机辅机的疑难问题及处理

1.1 高加内部冷段问题

在汽机辅机运行过程中,5号机中的1号高加疏水温升过程进行检修,发现存在压力低、水位高的现象,对放水门产生了一定的危急影响,保护动作较为经常性,这种故障问题,严重影响了汽机机组的正常运行效率,并形成了故障隐患。

针对此种状况,检修工作人员进一步对5号高加疏水系统管路、逆止门、抽气口管路以及电动门逐一进行排查,将每一个环境的检测数据进行详细记录,最终得出故障原因,明确为高加内部冷段问题。

在明确故障位置与故障原因的前提下,进一步提出故障处理策略,即对系统参数进行有效优化,初步完成优化之后,还要通过试运行进一步检测,完善最终的应对处理策略。

1.2 汽门生成氧化皮问题

在汽机辅机运行过程中,频繁发生中卡现象,预测故障原因可能为高压阀门配件生成氧化皮。

对相关主蒸汽高调门以及自动主汽门、再热联合汽门等的检测中发现,在蒸汽品质的影响下,均有不同程度的氧化皮生成,对机组的安全可靠产生了极大的影响。检测中还发现,由于氧化皮的原因,配件无法进行直接拆卸,甚至会出现配件相互咬死的状况,对设备运行状况以及工期都会产生极大的影响。

针对上述高压阀门配件生成氧化皮导致的运行故障,可进行创新型优化,将机修钳工与金工车床进行结合处理,同时采用浸煤油、车削破坏最经济件、控制温度火把加热等手段尽量拆卸,避免不必要的、贵重的配件损失。

1.3 低压铜管损坏问题

在汽机辅机运行过程中发现凝结水流量发生了严重变化,其流量增速显著增加。

经检修发现,2号机与4号机中的绝大多数铜管都发生了严重损坏,其中,堵管86根。

针对上述低压铜管损坏原因导致的凝结水流量问题,会进一步增加对铜管的冲蚀,形成恶性循环,将铜管更换为碳钢管之后,同时对3号机本体的疏水系统进行改造,利用低压疏水扩容器来达到合理化疏水通道的效果。除此之外,对3号机的冷油阀门、冷风阀门以及出水阀门等进行更换,采用硬质密封蝶阀,能够最大程度保证阀门的密封性。

2 发电厂汽机辅机的优化运行

2.1 给水泵的优化运行

电动给水泵有两种运行方式,分别为定速给水泵和变速给水泵。定速给水泵通过锅炉给水阀门的调节实现运转,当机组处于低负荷运转的情况时,锅炉给水阀门会出现比较大的节流损耗,这种调节方法便失去功能。变速给水泵通过平移泵的独特曲线实现运转,相比于定速给水泵,变速给水泵可以保持调节阀门的同时改变积水流量,尤其在低负荷运转的情况下,变速给水泵的节能效果更明显。

优化给水泵要从机组的实际配置和单台汽动给水泵自身的余量出发。当机组处于低负荷运转时,以不同的方式对电动给水泵和汽动给水泵进行试验,泵组的经济运行方式根据汽动给水泵机组制定,从而实现发电厂气动泵组运行的经济性更高。根据机组的运行方式,汽动给水泵的运行情况处于备用状态时,备用给水泵会在热备用状态中维持每分钟三千转,从而实现给水泵有流量可以再循环。这种备用泵小号的蒸汽流量比较大,所以导致泵组的整体气耗量都相对增加,因此,要在机组处于低负荷的运转情况下,采用单泵运行的方式。但是值得注意的是,汽动泵在启动和停止时都会造成一定的经济损失,所以不能仅仅根据负荷的运行情况选择给水泵的运行方式,还应该考虑负荷变化的持续时间。另外,设计人员还应该考虑电动泵的容量来选择电动泵备用方式。

2.2 加热器的优化运行

在汽机辅机正常运行时,加热器运行的数量应该等同于设计的数量,如果有任何一个加热器出现故障,这个加热器就会被机组关闭,如果发电厂加热器的旁路门没有严格按照标准开关,加热器的进水就会流到其它支路中,导致发电厂的整个机组都会受到损害,降低了发电厂的发电能力,具体表现在三个方面：(1)故障加热器被关闭,发电厂汇总的高压加热器会过多地抽油,从而降低加热器的转换能力。另外,汽轮中会进入大量的抽油,使汽轮机部件的压力增大,汽轮机温度下降,导致辅机温度升高。(2)加热器支路无法完全闭合,使蒸汽外泄,热量流失,加大了发电厂的损耗。(3)疏水泵出现故障,导致水位出现变化,影响传热能力,并且容易损坏机组。针对此,可以对加热器进行优化,优化方式在加热系统范围中加入U型管板高压加热器,U性加热器的内部包括蒸汽冷却、疏水冷却和凝结。蒸汽冷却可以对经过的水进行加热,疏水冷却也可以提高水温和抽气能量的利用率,同时还能降低自身温度,降低后阶段抽气的排斥能力。蒸汽冷却和疏水冷却相配合,能明显提高对加热器端差变化幅度的控制,从而提高加热器的经济性。另外,这种优化方式还可以减少压力型除氧器直接排放蒸汽导致热能资源和水资源的浪费。

2.3 循环水泵的优化运行

当汽轮机组和冷却水温度一定时,循环水流量会引起凝汽器压力的变化,其前提是汽轮机组和冷却水温度会影响循环水泵的耗功。当循环水流量加大时,凝汽器压力会变小,此时机组就会加大出力,同时,循环水泵的耗功也会变大。当水流量增加至一定程度时,水泵耗功加大会将机组出力增加值抵消。所以在对循环水泵优化时,必须要测量循环水泵的功耗、流量,以及汽轮机出力的加大程度、凝汽器的性能等,同时还要考虑到机组负荷和循环水温变化的影响,综合以上条件便可以计算水温条件与机组负荷一定时,最适合机组运行的泵压,从而确定循环水泵的运行方式。

2.4 凝汽器真空抽气系统的优化运行

机组凝汽器主要是用于凝结汽轮机排出的蒸汽,使之可以重新被锅炉使用。在排气处要利用抽气设备保持凝汽器内部的真空状态,而这个真空状态对机组运行十分重要,可以说凝汽器真空抽气系统对机组运行都有十分关键的影响。

目前多数发电厂使用的抽气系统都为喷射式真空抽气器,这种抽气器游客根据使用介质分为射水抽气器和射汽抽气器,其中射水抽气器抽取真空的原理为压力水,而射汽抽气器抽取真空的原理为压力蒸汽,但是除此之外,两者基本类似。还要一些发电厂使用水环真空泵保持真空,这种真空泵比抽气器明显更突出,比如在启动时,水环真空泵比抽气器的抽取能力更大,所以启动的时间就更少;在运行时,水环真空泵比抽气器的汽水损失率更低,机械化水平更高。但水环真空泵也存在着一些缺陷,比如这种真空泵的成本比较高,而且处理蒸汽的能力也不如抽气器突出,如果泄漏过多还可能出现过载运行,使真空系统运行面临的威胁更严重。而抽气器因其结构简单、成本低、稳定性高的特点被广泛使用。在具体选择时,设计人员应该根据发电厂的实际情况挑选合适的抽气设备。

3 结语

综上所述,发电厂汽机辅机的优化运行的分析,是现代电力供应结构逐步综合性拓展的有效方式。在此基础上,基于对发电厂汽机辅机研究的必要性要求,解决发电厂汽机辅机运作机械设备中存在的问题,应实施给水泵机械系统优化运行、加热器结构周期性运转、水泵循环组机有效性控制、以及凝汽器真空抽气系统动力做功有序性控制,实现了发电厂汽机做工的速率的高效性传输。因此,浅析发电厂汽机辅机的优化运行,是现代电力供应体系不断优化的技术保障。

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[3] 冯剑钊,张景伟.电厂汽轮机运行优化措施探讨[J].科技视界,2015,(12)：244+282.