汽輪機低真空改造中需注意的問題

摘 要：進入到新世紀以來，隨著我國市場經濟水平的迅速提升，我國的各行各業都取得了非?？焖俚陌l展，在我國的熱力發電企業中，凝汽器循環水所帶走的熱量通常都會直接排放到或是經冷卻塔排放到江河中去，這樣既對環境造成了嚴重的影響，同時也極大的浪費了能源。與環境的溫度相比，凝汽器循環水的溫度大約高出10攝氏度，并且水質也很理想，因此，為了更好的保護環境，同時節約能源，我們便可以引入熱泵技術同時以循環水為低溫熱源，對用戶應實行集中供熱的方式。文章便對汽輪機低真空循環水的供熱原理、汽輪機低真空改造的必要性、對機組設備進行改造的可行性分析以及汽輪機低真空改造的技術措施四個方面的內容進行了詳細的分析和探討，從而詳細的論述了汽輪機的低真空改造工作。

關鍵詞：汽輪機；低真空改造；技術措施

1 汽輪機低真空改造后的工作原理

在對汽輪機進行低真空改造的過程中，其主要的工作原理就是提升汽輪機的排汽溫度，并且降低凝汽器的真空度，這樣原來的循環水就成為了向用戶供熱的水了，從而實現以循環水作為低溫熱源進行集中供暖的目的。此次改造對整個機組并沒有太大的改動，只需在循環水供熱系統中接入凝汽器的出口管和入口管。凝汽器對循環水進行加熱后，熱網中會注入熱水，同時在凝汽器的出口位置處還要安裝一個熱網加熱器，從而有效的加熱熱網水。在對其進行改造后，實際上用戶就是熱力發電企業的冷卻塔了，更加高效的利用了排汽余熱，同時也提高了熱力發電企業能源的利用效率。

2 汽輪機低真空改造的必要性

一般情況下，凝汽式汽輪機的工作流程都是符合遵循朗肯循環原理的，整個循環系統是由水泵、汽輪機、鍋爐以及冷凝器組成的，其主要的工作流程為：水泵先將水加壓并將其傳送到鍋爐中，在高溫高壓的作用下，使之成為過熱蒸汽并且膨脹做功，冷凝器會將過熱蒸汽冷凝成水，并傳回水泵，這就是一整個工作的流程。這里我們如果沒有計算工質在冷凝器和鍋爐中的壓力變化以及在汽輪機和水泵中的摩擦散熱，排汽潛熱就會被冷卻水帶走，最后就會以冷源損失的形式被消耗。而如果按照要求對汽輪機進行了低真空改造，冷源就不會被浪費，而是作為想用戶供暖的熱源了，大大的提高了熱力發電廠的綜合能源利用率。

3 對機組設備進行改造的可行性分析

此次對機組進行低真空改造的實質就是改變汽輪機運行的工況，改造后的機組更加容易操控，并且運行的安全性和可靠性也更高，同時改造的成本也不高。在發電企業生產的過程中，降低了凝汽器的真空度后，也就提升了機組的排汽溫度和排汽壓力，溫度最高可達60攝氏度。所以還需要對汽輪機的靜止部分進行一定的結構改造，從而提高機組設備運行的穩定性，另外為了方便冬季對用戶的供暖，還可將循環水系統切換到熱網系統。

如果機組在夏天時是凝汽運行的，而冬天時是低真空運行的，那么應在充分分析熱力計算結果的基礎上，堵死汽輪機的末級隔板噴嘴，這樣做并不會損壞本體，同時還提高了其工作的效率。而如果機組設備在夏天時是停機的狀態，冬天時是需要低真空供暖的，那么建議摘掉后幾級的葉片和葉輪，同樣也需要以熱力計算結果為基礎確定需要摘掉的級數。改造后機組運行時，循環水出口的溫度可達60攝氏度，完全可以滿足供暖的需求，同時還有較好的經濟性。

一般情況下，改造后的凝汽式機組只是在冬季時是低真空運行的，所以我們就要說明這兩種運行方式的切換問題，低真空運行時，循環水的工作方式會被切換到外網供熱的運行方式，主要有兩種切換的方式，一是熱態的切換，在機組設備工作的過程中，循環水至外網的供熱系統會替換循環水至冷卻塔的閉路循環系統，這種方法安全性較高，并且有良好的經濟性；二是冷態的切換，需要在機組設備停止工作的情況下，將系統切換到循環水至外網供熱系統，此方法同樣安全性高，但是必須是停機狀態下才可實行。

4 汽輪機低真空改造的技術措施

4.1 確定熱負荷

要想充分提高機組設備運行的經濟性以及保證其改造的順利完成，準確的確定熱負荷是很重要的一項工作。在低真空的狀態下，機組通常都在變工況的情況下工作，所以必須充分的分析機組運行的實際情況后才能進行強度計算和熱力計算。在確定供熱量時，我們應清楚的掌握供熱地區的供熱面積、供熱要求以及環境的溫度，之后就可以確定排汽壓力和循環水的溫度了，在此過程中還要驗證其可靠性，驗證成功后就確定了汽輪機的原則性熱力系統。如果改造是不可調抽汽的，那么就只能小范圍的調整機組的抽汽參數和抽汽量，還要參考當前狀態下的用汽情況，保持抽汽量的穩定性，確保整個機組經濟性良好的抽汽工況下工作的。如果熱負荷仍不夠準確，那么還應借助于其他設備或是采用其他措施，最大限度的保證機組運行的經濟效益。

4.2 機組振動及排汽溫度的變化

在將機組改造成低真空運行后，低壓軸承溫度會隨著末端排汽溫度的升高而升高，那么回油的溫度也略有上升，為了避免出現回油溫度升高太多的問題出現，我們可以提高進油量并且適當的擴大進油口。另外隨著排汽溫度的升高，汽輪機后軸承的抬高量也會上升，機組的振動值就會增加，所以，我們應在準確計算軸承抬高量的基礎上確定標高值。如果我們改造的是拆除的葉輪，轉子的質量就會變輕，所以靜撓度和軸承比壓也會隨之變化，在我們對機組改造完成后，為了保證機組運行時不出現振動的問題，我們應進行轉子動平衡試驗，同時還要重新計算軸承的靜抬高量和臨界的轉速。

4.3 剛度核算和強度核算

在對機組改造完成后，氣缸、轉子、螺栓以及葉片等部件的結構和工作條件可能都有變化，所以就要對這些部件的剛度和強度進行重新的核算。對背壓機組應重新進行密封性校核，為了充分的提高螺栓的初應力，建議可使用螺栓材料。機組工作時，選擇背壓應以機組的穩定運行為原則，并進行精確的試驗。試驗時如果背壓升高了，那么熱膨脹、振動以及機組的供熱量也會隨之變化。

4.4 軸封系統

在對機組改造完成后，如果是背壓供熱或是低真空類型的機組，那么就一定會升高軸封端的壓力，因此建議增加汽封圈數，還需要增加抽汽起，同時背壓機組的汽封體應放到拆除級的位置，從而保證汽封是不會泄漏的。

4.5 抽汽管的布置和焊接工藝

如果機組被改造成了抽汽，我們就應適當的加大原來的抽汽口，不得不在氣缸上開孔時，建議選擇若干個圓孔，并且用聯箱將他們連接在一起。開始焊接后，應先整體加熱，這樣就不會導致氣缸產生變形。由于采用奧氏體鋼焊條，氣缸是很容易出現裂紋的，所以建議選擇碳鋼管，為保證其強度，在焊接完成還應進行回火。設計抽汽管道時，在管道上可加裝膨脹節，同時在氣缸上還不能施加太大的推力，從而防止氣缸出現跑偏的問題。

4.6 熱力系統

在對機組改造完成后，因為各個抽汽口的參數肯定都會出現變化，所以應進行一定的調整，并且是可以取消個別的加熱器，最重要的要求就是在符合熱負荷的要求下，盡可能的提高系統運行的經濟性和工作效率。

4.7 調節和保護系統

在對機組改造的過程中，我們也要改造原有的調節系統，如果機組設備是冷凝式的，調節時應嚴格的遵循電負荷與轉速的關系，如果機組設備是非調節抽汽的，必須詳細的分析熱負荷后才能調節抽汽量。改造后建議采用電氣調壓系統，其可以產生電氣信號，在適當的調整下進汽量，既保證了供汽的壓力，也降低了機組設備的改造成本。如果改造后的機組為可調整抽汽式的，那么仍需改造原有的調節系統，適當的調整電負荷以滿足熱負荷的需求，確定進汽量時應充分的參考熱點負荷。

參考文獻

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