論在熱力循環系統中汽輪機及熱力設備安裝與檢修

張靚艷

摘 要：汽輪機常規熱力試驗和性能監測對電廠生產管理和節能有重要意義，一般通過熱力性能的試驗可以找到汽輪機熱力系統中對機組整體運行性能影響最大且有較大改進空間的環節，分析一種新的汽輪機熱力性能試驗方法，為節能工作的研究提供參考。

關鍵詞：汽輪機；熱力性能試驗；安裝與檢修；節能

汽輪機熱力性能試驗是指在特定的熱力循環系統中，用熱工測量的方法獲取汽輪機在特定運行工況下的熱力特性的一種測試試驗。目前，隨著國家提出的全面協調可持續發展的戰略目標的實施，加上電廠節能成本的不斷投入，電廠節能工作成為一項極其重要的工作。

1 汽輪機熱力性能試驗目的

在進行節能降耗的工作中，不可避免的要提到一個表征機組經濟性的最常用指標----熱耗率。機組在投產之后需要定期進行大修，那么在大修之前就需要對機組進行熱力性能試驗。其試驗目的就是驗證汽輪機的熱耗率，從而判斷大修的具體實施計劃和步驟。

2 汽輪機熱力性能指標

通過全面熱力性能試驗可以得到熱耗率——汽輪機本體熱力性能的衡量指標。從熱耗率的計算方法可知，需要根據系統質量平衡和能量平衡的已知條件下，通過求解未知數的計算方法設法將試驗條件修正到設計條件上，那么熱耗率的計算就需要進行系統一次修正。主要包括以下內容：給水流量與試驗時主蒸汽流量必須相等；各儲水容器沒有水位變化；各抽汽管道進、出口端壓差應取設計值；給水泵焓升必須取設計值等等。對于那些試驗時汽輪機運行參數與設計參數值具有較大差異的情況下，分析其產生差異的原因，如有必要還須進行二次參數修正，直至偏離符合規定值為止。參數修正方法是根據修正曲線進行修正的，經過以上兩次修正，可知熱耗率就是最方便簡潔的在額定工況下用來衡量汽輪機性能的經濟性指標。

3 安裝試驗方法的改進

機組運行工況下的試驗熱耗率可以用一種新的試驗方法來計算。下面將介紹這種方法：我們知道電廠在高壓給水進入蒸汽發生器前，此高壓給水的流量都會由流量測量裝置來進行測量，即最終給水流量。因為高溫高壓水流量會隨著水流前行發生變化，所以對不同類型的測量流量的裝置來說，高壓高溫水的流量測量較低溫低壓水的流量測量誤差更大。因此汽輪機全面性考核試驗一般都要求作為計算的基準流量必須是在溫度壓力較低的凝結水段測得的工質流量，而不是在高溫高壓的給水段測得的工質流量。但是，需要測量是最終給水流量，如果按照以上方法先測量計算基準流量，然后進行轉換計算。那么對于用凝結水流量作為計算的基準流量，為了防止工質在高壓加熱器和除氧器存在泄漏造成誤差，則要得到最終流量就必須進行嚴格的系統隔離。若能直接準確測量計算的基準流量即最終給水流量，那么對于熱力性能試驗來說就不必進行繁雜的系統隔離。機組只要處于正常的運行工況下，通過該測試這時得到的試驗熱耗率就能準確反映該工況下機組整體的熱力性能。這樣既簡化了測量步驟，又能得到較高的測量精度。

4 試驗方法的步驟

試驗步驟如下：一是采用原有工藝，對機組進行全面嚴格的系統隔離。進行全面性熱力性能試驗，用凝結水流量QN作為計算的基準流量，并通過計算得到最終給水流量QZ1。用計算得到最終給水流量QZ1與電廠運行控制器上顯示的最終給水流量QZ進行比較，得到二者的差值δ。二是不進行系統隔離，機組處于正常的運行工況，進行機組熱力性能試驗，用電廠運行顯示的最終給水流量QZ加上δ即為最終給水流量的真實值Q。以真實值Q作為計算的基準流量，計算得到的試驗熱耗率就是機組整體的實際熱力性能。三是進行壓紅線運行工況下機組整體熱力性能試驗。所謂的壓紅線工況就是在機組力所能及的前提條件下，不采取系統隔離的方法，而是通過測試人員的細心操作，使得機組所有的運行參數盡量向設計參數靠攏的過程。在該種工況下得到試驗熱耗率能反映機組整體所能達到的實際最優的熱力性能。其值必然介于機組正常運行的試驗熱耗率與機組全面性考核試驗所得到的熱耗率之間。四是進行結果分析，提出機組改進措施。在試驗過程中，研究發現那些與設計值偏差較大的參數，并且判斷是否該差異能通過進一步的工作可以使偏差變小，如果能，那么它就是下一步節能工作的突破口。這也是所謂的木桶原理，即最短的木條決定了木桶的最大盛水量，首先應找到具有最大節能潛力的步驟環節開展具有針對性的高效率的工作。在對汽輪機進行檢修后，應采用整體油循環的方式對機組油系統進行清潔。采用大于正常油量并運行兩臺油泵進行循環，加裝濾網等對輸油系統、儲油系統進行清潔。每個2～4小時更換、清潔一次濾網，當濾網上無垃圾和雜質后，確認油系統清潔完成。 各油閥門、止回閥、疏油閥必須解體，并用煤油或清洗劑清洗干凈。最后用白綢布對清理后的機體、零部件進行檢查。通過對各組建的嚴格清理保障油系統循環中不會帶入雜質，保障汽輪機組的安全運行。另外對于油箱、和冷油器也要進行嚴格清理。將油污清潔干凈，并實用清潔劑對油箱進行全面清洗，對于油箱內油器松動的部位，要將油器鏟除干凈，并打磨光滑。對于油箱濾網有破損、穿孔的要及時更換。冷油器也要同油箱一同進行清理，保障存油系統的清潔。

5 基于熱經濟學理論的熱力性能分析

熱力系統隨著電廠汽輪機組單機容量的不斷增大而變得越來越復雜，不論是電廠的設計還是運行，掌握熱力系統性能的分析方法是至關重要的。現在比較普遍的電廠熱力系統分析方法主要是依據熱力學第一定律、第二定律為核心的分析方法，即上文介紹的能量分析法——熱耗率法，這種方法簡單易行，因而通常的熱經濟分析主要采用此方法。但是熱耗率法的分析通常只著眼于能量的數量而不能反映能量的質量因素，其分析結果不能全面反映能量的實質。因此熱經濟學分析方法將熱力學與經濟學結合起來，結合熱耗率分析方法，解決了傳統分析方法中的不足。

總之，汽輪機熱力性能測試在每一次的試驗中都能獲得新的提示與啟發，對于能源的節省和技術的完善起到了重要作用。根據節能技術要求，需要不斷更新汽輪機的試驗技術。試驗技術因為通過采用高精度、自動化的綜合測試技術而得到不斷發展。并隨著測量儀表性能的不斷提高，試驗技術的準確性和精度有待發展。實踐證明，通過妥善地選型、安裝和維護，發電廠的大型機組的運用儀表技術也會越來越精準和成熟。