汽輪機運行常見問題及對策

王緒軍

摘 要： 電廠汽輪機運行直接關系到電廠整體的能耗水平，本文立足于汽輪機運行中的常見問題分析，對解決存在的問題、提升汽輪機運行控制水平的提高汽輪機運行參數、適當降低汽輪機組背壓、改善汽輪機組熱力循環、改進汽輪機構造等方面技術措施進行了探究。

關鍵詞： 汽輪機；常見問題；運行控制

【中圖分類號】 TM621.3 【文獻標識碼】 A【文章編號】 2236-1879（2017）20-0215-01

電廠生產運行中，汽輪機是主要的機械設備，運行能耗直接關系到電廠整體的能耗水平，還會影響生態環保等工作。汽輪機使用期限較長，短則幾年，長達十幾年，但是在長期的持續運行中，因為汽輪機的安裝、試驗、維修保養等方面工作不到位或是技術更新不快等，極易造成能耗水平降低。因此，有必要對當前汽輪機運行中存在的主要問題進行研究，有針對性的采取措施，提升汽輪機運行控制和能耗控制水平。

1.汽輪機運行中存在的主要問題

本文以某電廠的沖動式雙缸凝汽型汽輪機為例進行運行狀況分析。汽輪機的主要構造為高壓和低壓缸、前軸承箱、高壓和低壓轉子等，其中低壓缸為分流式構造、包含2個排汽口。該汽輪機組運行額定功率和經濟功率均為100MW，主蒸汽壓力為8.8MPa，蒸汽溫度可達530℃，在排汽時絕對壓力可達0.0049MPa，汽輪機使用的冷卻水溫度在20℃左右，給水溫度在230℃左右，在經濟功率下運行，蒸汽損耗約為370t/h。因為使用年限較長，效率較低，所以進行了大修，使運行效率由40%提升到43%，但是與汽輪機的設計值依然存在25%左右的差距。

經過對汽輪機運行狀況分析，存在的主要問題是汽輪機噴嘴出現裂縫，在高壓級的雙列動葉上也存在缺陷，單純的維修和保養難以修復，影響了運行效率。在高壓和低壓缸的結合部位，存在密封不緊密的問題，個別部位出現變形；在通流的部位出現了超過允許值的徑向孔隙，造成蒸汽傳輸中存在汽損問題，降低了機組運行的熱效率。在長期的運行中，因為蒸汽中存在一定的腐蝕物質，造成低壓缸隔板阻汽片出現腐蝕問題，個別部位嚴重脫落，需要進行整圈的隔板汽封圈更換。

結合汽輪機運行環境，汽輪機的凝汽器循環效率也存在過低的問題。經過分析，主要是水源中含沙量較高，加大了汽輪機輸送通道和泵內零部件的磨損，降低了泵效，特別是因為水中含沙量過多，降低了凝結器的清潔度，從而影響了循環泵揚程，使泵內流量難以達到設計值要求。同時，在實際運行中，除氧器長期磨損后造成的缺陷，姜樂樂汽輪機的運行氣壓，減少了三段抽汽的用汽量，而除氧器出水溫度的降低又造成了二段抽汽的實際用汽量增加，而二段抽汽主要是在汽輪機內，也就增加了汽輪機的運行能耗。在長期運行中，因為低壓轉子的葉片極易磨損，經常需要大修，但長期維修后會產生開焊等問題，造成葉片上存在一些裂縫和變形問題，加之水銹蝕問題嚴重，造成葉片運行能耗較高。

為提升汽輪機組的熱循環效率，為改造汽輪機組運行條件提供依據，對汽輪機進行熱力試驗，重點是對三段抽汽室進行監測，具體參數如表1所示。

經過試驗和數據分析，可以看出，汽輪機低壓缸低效運行的原因是處在濕蒸汽區域，隔板因為受水汽腐蝕出現脫落和汽封失效等問題，使得漏汽較為嚴重。同時，末級葉片受潮氣影響，也極易出現腐蝕和損壞問題，破損主要出現在葉片下端網上20mm的背弧部位，長期缺陷狀態下運行會增加流通量，加大了排汽損失，影響汽輪機組和低壓缸的效率。

2.汽輪機運行提效對策措施

國外對汽輪機多進行技術改造，比如常用的三元流設計方式，整體設計長葉片級群以改善機組整體的流動空間；還通過應用低損高效的失葉型或自帶冠葉片型的葉片技術，改善葉片的流動性和密封性，提升機組整體效率。基于國外的技術改造方式，可通過如下技術措施進行運行提效改造。

2.1提高汽輪機運行參數。

要準確把握汽輪機和鍋爐的整體運行強度要求，以及內部零部件的強度要求，在強度允許的情況下適當提升汽輪機組的新汽壓力和溫度，要確保逐步提升壓力和溫度，并將最大值控制在運行強度要求極限值以內，通過參數提升提高能效水平。

2.2適當降低汽輪機組背壓。

電廠汽輪機組的背壓與機組整體的焓降密切相關，通過降低機組承受的背壓，可以增大機組運行的焓降，并降低冷源的放熱量，從而降低機組整體能耗，提升電廠運行經濟效益。但是，因為實際運行中處于“真空”狀態，所以需要遵循循環水的調度原則，確保機組參數調整安全。

2.3改善汽輪機組熱力循環。

熱力循環的調整，主要是設置更多地回熱級數，對整個回熱系統進行改進，實現機組由凝汽式向供熱式的轉變，特別是可以實現對廢棄熱能的有效利用，將廢熱加熱凝結水。同時，還可以配套低壓省煤器，提升機組的熱力循環效率。對回熱級數之間存在較大的軸向間隙或徑向汽封問題，可以適當調整，特別是對噴嘴和葉片的軸向空隙，需要有針對性的降低，提升循環效率。

2.4改進汽輪機構造。

汽輪機內部構造的改進也有利于提效。比如，對加熱器、抽氣器和凝汽器等關鍵設備的改造。汽輪機調節方式也會影響能耗，要以安全性和實際運行情況為依據進行調整。比如，在安裝和保養中，需要改善通流的間隙；要重點關注閥門等部位的泄漏問題，對存在泄露的部位及時維修或更換；在葉片設置中，各級的靜葉片需要配備高效的變截面扭曲型葉片，實現對二次流損失的控制；對低壓次的末級葉片，要盡量更換到整圈自鑲式阻尼型長葉片；對汽封構造，要盡量杜絕漏氣問題，將存在變形或孔隙過大的部位進行調整。同時，要對汽輪機運行各環節進行檢查，對存在的廢熱回收利用不充分的部位進行適當的構造改造，或是增設廢熱回收裝置，實現對廢熱的回收利用。

3.結論

綜上所述，汽輪機運行情況直接關系到電廠的整體運行效益，通過對當前運行中存在的問題進行分析，有針對性的采取技術措施予以改進，提升整體運行能效，從而提升汽輪機運行控制水平。

參考文獻

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