发电厂汽轮机常见故障与节能降耗分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 04 日 作者简介：王聪敏（1995），女，汉族，陕西渭南人，助理工程师，大学本科学历，研究方向为发电厂及电力系统。-195-发电厂汽轮机常见故障与节能降耗分析 王聪敏 百色新铝电力有限公司，广西 百色 533000 摘要：摘要：随着我国经济体制不断健全，社会对用电的需求量也在不断增加，因此，承担供电业务的企业就需要对传统供电方式进行优化与改善。发电厂要主动地改变自己的理念，进行技术革新，注重节能降耗，提高企业节能降耗水平，提高各种珍贵的资源的利用率，从而对生态环境进行保护，推动发电厂事业持续发展。基于此，本文便简单分析了发电厂汽轮机的运行能耗状况，并提出了汽轮机节能降耗的对策。关键词：关键词：发电厂；汽轮机；常见故障；节能降耗 中图分类号：中图分类号：TM621 0 引言 发电厂是利用天然气、煤和石油等燃料来生产电力的，它的工作流程可以概括为：向锅炉中投入燃料，持续地往里面加入热水，使本来是化学能的燃料，在水蒸气的作用下，转化为热能，然后再发电。蒸汽涡轮是以高温蒸汽为动力，以蒸汽为动力，以蒸汽为动力，驱动蒸汽涡轮。涡轮又会带动发电机转动，最后把机械能转换为电能。根据所用燃料的不同，发电厂可以分成各种类型，例如：天然气发电厂、工业废弃物发电厂、废热发电厂、火力发电厂等等。火电汽轮机主要由低压缸、中压缸和高压缸三大部件构成，也有个别汽轮机将中压缸与高压缸合为一体。此外，汽轮机还具有多种辅助系统，如润滑油、凝结水、调整、轴封、供水等。1 发电厂汽轮机运行中的常见故障及应对策略 1.1 汽轮机真空下降及其应对策略 当前，在汽轮机运行过程中，真空骤降是一种常见的故障，其原因有两种：一种是由于循环泵出口的压力降低，使其无法继续运行，即为真空跌落故障；第二类是因运行泵内的水流量不够，使出水口温度相差过大而导致的真空缓慢下降失效。在汽轮机真空降故障中，必须对汽轮机全工况数据进行综合分析，才能了解其真实状况。当工作人员知道了汽轮机负压降低的具体原因之后，就可以采取相应的措施。如果不能从根源上解决这一问题，就要采取相应的减载措施，才能有效地防止连续发生真空下降事故。1.2 汽轮机轴承损坏及其应对策略 另外一种比较普遍的故障就是透平轴承的损伤，其产生的原因是由于汽轮机的内部零件质量不合格，导致其在高温环境下的支承性能下降。若对受损的轴承得不到及时的修理，其运行性能将持续恶化，直至整体损坏。这是由于，在汽轮机中，轴承起到了支撑和联动的作用，这种作用十分重要，如果轴承出了问题，整个汽轮机都会被迫停止运转。应对汽轮机轴承的损害，首要的战略是防止。在汽轮机投产前，要按电站规范对汽轮机轴承进行全面检查，杜绝出现故障。就算找不到问题，也要防止这种情况发生，例如加装防轴电流装置，检测汽轮机的温度。当出现汽轮机轴承破损时，维修人员应先停机，再逐个进行检查。检修完毕后，应进行一次试车，看看有没有彻底的修复。1.3 汽轮机油系统故障及其应对策略 汽轮机在工作过程中，若油温过高，超出了规定的温标，则油系将产生漏油，造成系统阀失效。另外，当油罐内冷却水的温度超过 30时，其压力将迅速下降，造成系统失效。这 2 个故障都是由于在维修过程中，汽轮机油系挂闸，致使油泵阀很难开启，从而造成油路泄漏或阀门卡死。针对汽轮机油系统出现的故障，维修人员应先检查电磁阀有没有堵塞，油路和装置内有没有异物。若发现润滑油系统和装置内有异物，维修人员应立即排除，避免异物对轴瓦、轴颈造成磨损，或对调节阀造成堵塞。在去除杂质的过程中，也可以进行打磨和保养。1.4 油系统故障及其解决措施 汽轮机 EH 机油系统也被称为“高压防油”，其主中国科技期刊数据库 工业 A-196-要原因在于，汽轮机的调速油和机油两个系统是相互独立的，因此，必须使用耐高温的耐燃油（EH 油），利用高压的方法对各个主汽门和调节阀进行控制。仪器零件的损伤可导致主泵工作不正常；冷却管、吸引管等原因引起的油路泄漏，减压阀堵塞引起的冷却水阀故障，冷却水温低于冷却水压力。其中，油压降低，油位降低，油温升高，油系统起火等是导致汽轮机油系统失效的重要原因。大容量汽轮机是火电汽轮机的重要组成部分，它的运行时间、运行周期远超其它汽轮机。在长时间的使用中，其主要零部件都会受到较大的磨损，因此经常出现由零部件磨损引起的故障。如果设备发生了故障，那么就会对设备的正常运转造成很大的影响，甚至是整个发电厂无法正常运转。解决措施：如果出现液压降低，要马上进行 EH油过滤器网压差、油箱油位、油温和油路的渗漏等检查。如果发现油面降低，要立即进行维修，并寻找引起油面降低的因素。如遇高温，应检查 EH 汽轮机冷却水的工作状况，如有缺水或停水现象，应及时采取措施，尽快恢复供水。如果检查后发现是 EH 油温度调节阀出现故障，则应重新调节安全阀的定值或者更换安全阀。如果油系起火，应更换已损坏的前轴承，将余隙力控制在规定的范围内，对减速器的中心和汽轮机进行检查，确保其符合要求，并对水质进行监控。2 发电厂汽轮机高能耗的原因分析 2.1 汽缸的工作性能 汽轮机主要是靠气缸来工作，气缸在发电的时候，起到了一个封闭的作用，它是将蒸汽密封在汽轮汽轮机内，将热能转化为机械能，在气缸的四周安装各种不同的排气和进气管路，以保证汽轮机的正常运转。另外，在发电的过程中，涡轮内缸会与内部的水蒸气发生接触，将一部分热量转移到外缸，从而产生大量的热量。在气缸设计中，需要在气缸与气缸之间加一层隔板，使气缸内的空气流动顺畅，从而达到节能的目的。2.2 运行汽轮机通流性 汽轮机的工作程序与蒸汽的流动有很大的联系，要使其正常运行，就需要确保蒸汽的流动，只有这样，才能使汽轮机在工作过程中产生更小的能量消耗，达到节能降耗的目的。根据过去的工作经验，汽轮机各部分之间要互相贯通才能正常运转，必须要有一个好的操作计划，才能使缸体在汽轮机中发挥更大的作用。2.3 工作环境的影响 空气压力、温度是影响汽轮机运行效率和能源消耗的重要因素。比如，低温会使空气中的湿气发生冷凝，从而对缸体造成不良的影响。汽轮机在正常运转时，若持续供油，其热能消耗量将显著增加，气缸内会出现水雾、空气等现象，这将严重影响汽轮机的运行效率，无法达到节能降耗的目的。3 发电厂汽轮汽轮机节能降耗措施 3.1 控制运行温度 在汽轮机运转过程中，水温对锅炉的能源消耗也有一定的影响。假定水温不太高，则会造成锅炉燃煤量的增大，造成严重的经济损失。在低温条件下，锅炉的烟气温度将会发生变化，从而增大烟气的热量损耗，从而降低汽轮机的运行效率。为了解决这一问题，必须保证加热炉的投料量。当机器停下来的时候，需要对温度的升高速度进行控制，保证机器能按照要求把高压加热器拆下来，然后把高压加热器放进去，做好高压加热器的操作和维修，千万不要因为操作失误而造成意外。在运行过程中，对换热管的清洁和更换尤为重要，其主要目标是清理管内沉积物，降低管内的热应力和温度差，防止换热管发生渗漏，保证加热炉的进气量符合要求。在日常工作中，一定要做好检漏工作，保证水位的正常。对热水器进行检验，主要是对漏水部位进行检查，以确保水腔绝热板的密封性。要对水舱绝热面板进行检测，必须对机加工的焊缝进行检测。如果焊接出现了问题，说明隔墙的质量有问题，那么水和蒸汽的换热就会受到影响，水的温度也就得不到保证。当加热炉密封不好时，会产生汽塞，使换热系数下降。因此，要保证加热系统的稳定和正常运行，必须对加热炉的液位进行控制。3.2 保障真空状态 首先要对凝汽器的冷却表面进行清洁。通过对冷凝器的操作参数进行比较，可以更直观地判断出冷凝器的冷却表面是否洁净。假定凝汽器操作参数发生改变，说明凝汽器表面有污物。一般来说，初期的冷却面结构是很疏松的，而表层则有泥沙沉积的问题。在这样的情况下，可以采用干洗的方法来进行表面的处理。当然，酸洗也是一种行之有效的方法。当采用此中国科技期刊数据库 工业 A-197-工艺时，可选用 5%的氨基磺酸，并视腐蚀速度，添加氢氟酸，酸，铜等缓蚀剂。在酸洗的过程中，要注意渗透，温度的控制。其次是减少凝汽器负荷，解决方法是把加热炉位置调整到凝汽器、排气缸喉口以上，以这种方式把工业给水系统和地面加热器联系起来。采用化学给水系统，在地面加热炉的出口处加装了一种新型的化工给水系统，可以有效地控制凝汽器的热负荷。另外，还可以在冷凝器的喉管上安装喷雾头。采用雾化喷头进行传热，减少系统热负载，保证真空场形成。最后一定要做好真空系统的紧密性。为了保证真空系统的稳定性，必须加强保护措施，保证真空系统没有一丝泄漏。定期对凝汽器和真空系统泄漏因子进行检测。如果有泄漏的危险，要采取有效的措施，保证真空系统的严密性。在日常工作中，要注意吸嘴有无变形，堵塞现象。通过对负荷的改变来调节汽轮机的轴封压力。在日常生活中要对阀内的负压系统进行控制，绝对不能有任何松动的危险。同时，对水环型真空泵进行日常的维修与维修，可以达到对能源消耗的有效控制。3.3 汽轮机改造 在经济和技术条件允许的条件下，对汽轮机进行技术改造，对其进行改造。对凝汽器进行改造是汽轮机改造的关键，因为汽轮机的运行安全和效率直接关系到汽轮机的发电量，因此，确保汽轮机的运行质量就显得尤为重要。若汽轮机的凝汽器与汽轮机不相配或运行不充分，将使汽轮机的能量消耗直接增大。对汽轮机进行了改进，重点是冷凝水过冷，凝汽器真空度，凝汽器端差。对汽轮机进行了科学的改造，提高了汽轮机的安全性，减少了设备的损坏和失效的概率。虽然初期投入很大，但以后的运营费用将会大幅下降。3.4 优化母管给水系统 一座发电厂要想正常、合理、稳定地运转，就必须要有一套合理、高效的母管给水系统，由于火力发电等其它发电方式，都会使很多设备的温度急剧升高，如果给水降温不能正常进行，就会造成巨大的损害，所以必须要持续地依赖水循环来散热。所以，对发电厂给水系统进行节能优化是发电厂改造的必然选择。在对母管供水系统进行优化的过程中，利用大数据信息技术，构建一个合理、高效的供水系统动力学模型，从而进一步完善管网供水理论，对整个供水系统进行优化和改造，提出一套科学、合理的供水系统方案，确保供水系统的科学性和合理性，从而达到发电厂的操作优化和节能降耗的目的。3.5 汽轮机自身技术 在克服了其他的客观因素之后，发电厂技术部门需要加强汽轮机自身技术的研究，确保其在整个运行的过程中实现电力成本的降低，这样才能有效提升发电的效率。不仅如此，工作人员还应该保证汽轮机运行的安全性，不要盲目的进行技术方面的改革，需要在原本的基础上进行改进，只有一步一个脚印才能确保改革工作的效率以及效果。需要注意的是，不能因为我国技术的落后以及能源较大的消耗就一味地加速而忽略了质量，这样就算达到了节能降耗的效果，但是其他方面就意味着将面临更大的缺失。对于先进技术的引进并将这些技术进行有效的吸收以及转化是非常重要的一步，如果仅仅图有其形却无法掌握其核心技术，这样对于我国汽轮机发展技术的推进而言起不到任何的作用。也就是说，只有保证汽轮机的安全运行以及加强先进技术的研发，这样才能在新时期时代下实现我国发电厂汽轮机的节能降耗。4 结束语 随着我国经济和社会的不断发展，火力发电厂的节能技术研究越来越迫切，这对企业的可持续、稳定发展有着十分重要的作用。其中，强化汽轮机的能源消耗管理，是汽轮机整体效益的关键。因此，在生产阶段，必须与企业的生产实际相结合，不断地优化涡轮的操作模式，并根据其在操作中的能量消耗因素，制定出相应的对策，使企业能够更好地达到节能降耗的目的。参考文献 1辛剑军,林艺龙,陈景东等.火发电厂汽轮汽轮机节能降耗技术分析J.中国高新科技,2023(16):31-32.2郭帅.汽轮机运行中设备维护及常见故障处理J.今日制造与升级,2023(06):74-76.中国科技期刊数据库 工业 A-198-3邬慧佳.浅析发电厂汽轮汽轮机节能降耗措施J.中国设备工程,2023(11):89-91.4白敬.发电厂汽轮汽轮机的节能降耗措施研究J.现代制造技术与装备,2023,59(02):129-131.5宋照川.热力发电厂汽轮机设备的安装与检修J.冶金管理,2022(22):70-74.6 杨 鹏,陈 佳,许 文 钊.火 发 电 厂 汽 轮 机 常 见 的 振 动 故 障 分 析 及 故 障 诊 断 技 术 J.科 学 技 术 创新,2022(19):180-183.7刘刚.发电厂汽轮机常见故障分析与检修研究J.中国设备工程,2022(02):43-44.