探討汽機運行中上下缸溫差大問題及措施

趙學(xué)辰

摘要：隨著城市現(xiàn)代化經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市內(nèi)部人口也在不斷的增長，在為城市經(jīng)濟發(fā)展提供大量人力資源的同時，也成為了城市供電部門的工作負荷。在這種情況，城市供電部門為滿足城市內(nèi)部對電力日益增漲的需求量，要加強電力設(shè)備的運作工效，但近年來卻頻頻發(fā)生發(fā)電設(shè)備故障問題，引起了城市人們對其的重視，如何改善汽機運行中存在的問題和故障成為城市發(fā)電部門的重要關(guān)卡。基于此，本文將對汽機運行中上下缸溫差大問題的現(xiàn)象進行分析，尋找造成現(xiàn)象的主要原因并解決，確保城市發(fā)電設(shè)備的正常運行。

關(guān)鍵詞：汽機運行；上下缸；溫差大；問題；措施

1、引言

從科學(xué)意義上來說，疏水系統(tǒng)與汽封系統(tǒng)是組成完整有效的發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中必不可缺的重要部分，這兩種系統(tǒng)科學(xué)的運行會在一定程度上給發(fā)電廠的安全運行帶來切實的保障。但是如果疏水系統(tǒng)的接入方式不正確就會導(dǎo)致水擊、振動等安全事故的發(fā)生，更嚴重的情形就會造成管道或者是高性能的汽輪機設(shè)備發(fā)生損壞。縱觀中國近幾年來，類似于在疏水系統(tǒng)中因疏水不暢通導(dǎo)致汽輪機設(shè)備損壞發(fā)生安全事故的情形就已經(jīng)多次發(fā)生，這值得人們?nèi)プ屑氀芯坎⒄页鰡栴}的根源所在。

2、汽機運行中上下缸溫差大的問題現(xiàn)象

在對汽機運行中上下缸溫差大的問題現(xiàn)象敘述前，對汽機的簡單概念要有一個了解，確保下文敘述故障現(xiàn)象的理解。汽機原指蒸汽機和汽輪機，但由于隨著現(xiàn)代城市工業(yè)發(fā)展，蒸汽機這一運作設(shè)備已經(jīng)被淘汰掉，則現(xiàn)在所說的汽機指的是熱力發(fā)電廠中的汽輪機。

一般汽輪機會根據(jù)工作壓力、工作原理和排汽壓力三方面進行分類，第一類按照工作壓力分為低壓、高壓、超高壓、亞臨界等；第二類按照工作原理分為沖動式、反動式和反動度；第三類按照排汽壓力分為凝汽式、背壓式、帶抽汽等。而上下缸設(shè)置的目的是，在汽機整體正常運作時，通過比較進水后缸壁之間的溫度差確定是否有水流進行氣缸之中。

由于不同種類汽機運行中上下缸溫差大的問題現(xiàn)象都不同，則為準確敘述汽機運行中上下缸溫差大現(xiàn)象，在此設(shè)定超高壓、反動式、抽汽凝汽式的汽輪機出現(xiàn)上下缸溫差問題：在發(fā)生上下缸溫差過大問題時，設(shè)備操作人員可以清楚發(fā)現(xiàn)設(shè)備中盤車電流出現(xiàn)不穩(wěn)定的晃動，并可以清楚的聽到高中缸重軸封部位有清楚的摩擦聲，接連著其他設(shè)備部分也出現(xiàn)各種摩擦聲和雜音，調(diào)動汽輪機疏水系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)上下缸溫差會隨著調(diào)動而改變，進而上下缸內(nèi)溫度差越來越大，無法正常檢測氣缸進水現(xiàn)象，氣缸變形、盤車停止工作，甚至出現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部螺栓拉斷，熱力發(fā)電設(shè)備被損壞停止運作。

3、汽機運行中上下缸溫差大造成的危害

汽機在運行中上下氣缸出現(xiàn)溫差是一種正常現(xiàn)象。一般來說，上下氣缸溫差大于50℃時就屬于故障問題，它會給汽機的運行造成嚴重危害。具體包括以下兩個方面：（1）影響汽機的正常啟動。汽機在啟動調(diào)整試運行過程中，若是采用冷態(tài)額定參數(shù)方式啟動，機組啟動沖轉(zhuǎn)后進行中速、高速暖機時上下缸升溫的速度不同。一般情況，上缸升溫速度明顯大于下缸，當溫差大于50℃時，就會被迫自動停機。待汽缸溫差冷卻至10℃以內(nèi)時才能再次盤車啟動，這樣不但延長了汽機啟動時間，同時也增加了鍋爐的能源損耗，加大了電廠的運營成本。（2）容易造成汽缸變形。汽機的上下缸溫差大，致使氣缸上下缸的熱漲冷縮情況不同，容易使汽缸變形，造成氣缸密封不好，產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。特別是在高壓缸調(diào)節(jié)級處，因動靜間隙小，汽缸發(fā)生變形后很容易發(fā)生動靜摩擦現(xiàn)象，還會造成大軸彎曲，引起汽機振動加劇，嚴重時會使汽機損壞，影響電網(wǎng)正常供電。

4、汽機運行中上下缸溫差大問題及措施

4.1汽機概述

某熱力發(fā)電廠采用了國外進口機組，這種機組的特點是雙缸雙排氣以及中間自熱，可產(chǎn)生超高壓，其操作為反動式，并且高中壓布置為合缸對稱式。

4.2問題現(xiàn)象

當在日常檢查的時候發(fā)現(xiàn)盤車的電流出現(xiàn)晃動的狀況，使用聽針可以聽到高中壓缸封處有摩擦，就會導(dǎo)致重音的轉(zhuǎn)動與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的同時進行，此外還摻雜著其他類型的連續(xù)雜音，并且管理人員還可以在盤面的顯示高中壓缸溫差較大的時候發(fā)現(xiàn)普通的疏水系統(tǒng)進入到了汽輪機之中，導(dǎo)致汽輪機的疏水開大，溫差進一步的增大，并使得本體的疏水立刻關(guān)閉，導(dǎo)致汽機機組的真空環(huán)境被破壞，出現(xiàn)了水泵循環(huán)停止、盤車停止的狀況，之后還會導(dǎo)致汽機的出現(xiàn)悶缸的狀況。當汽機運行的上下缸的溫度差距超過90℃的時候，悶缸的上下缸溫差就會有所降低，一般情況下，上午5點到6點時間內(nèi)的上下缸的溫差降低至66℃、60℃、58℃的時候，在每一個階段都要必需進行一次人工盤車，在這種情況下，盤車的工作會相對比較輕松，上下缸的溫度差距也會相應(yīng)地縮小，之后在10點的時候進行電動盤車，導(dǎo)致汽機機組的偏心大小為55，而由此導(dǎo)致汽機機組的工作電流大概在29A左右，這是一個十分良好的現(xiàn)象。

4.3汽機運行中上下缸溫差大的原因分析

經(jīng)過分析大量的設(shè)計圖紙與多次進行現(xiàn)場考察，人們發(fā)現(xiàn)造成機組上下缸溫差大，主要是由于沒有合理的布置疏水，沒有按照逐級疏水的原則進行疏水。如圖1所示，由于A側(cè)主汽門具有很高的疏水壓力，而導(dǎo)管的實際疏水壓力相對較低，A點實際壓力比導(dǎo)管疏水入口處的實際壓力高，這樣會導(dǎo)致從導(dǎo)管中流出疏水困難，引發(fā)疏水倒流，造成疏水由導(dǎo)管疏水管道流流向了汽輪機，以致出現(xiàn)汽機上下缸溫差過大現(xiàn)象，引發(fā)盤車電流晃動急劇，盤車比較困難。

4.4解決措施

將導(dǎo)管疏水和調(diào)節(jié)級高壓缸疏水接入單個疏水擴容器，然后進入凝汽器，不與A側(cè)主汽門前疏水相連接，杜絕水倒流的可能性。高壓缸疏水參數(shù)較高，直接進入凝汽器熱損失增大，經(jīng)過調(diào)節(jié)后，可在啟、停機時開啟疏水手動閥、高壓外缸疏水高排管道，經(jīng)高排逆止閥前疏水排走，一旦啟動，高壓外缸疏水可匯入高壓缸排氣，經(jīng)再熱進入中壓缸做功。這樣不僅可以減少排向凝汽器的熱負荷，還可以減少因排入凝汽器疏水溫度過高引起的能量損失。主汽門前疏水A、B側(cè)和高旁閥門前仍保持原位置不變。

5、汽機運行管理維護措施

要想保證汽機正常穩(wěn)定地運行，就須針對引起汽機上下缸溫差大問題原因，采取合理有效的管理維護措施。

5.1優(yōu)化設(shè)計，合理安裝

汽機設(shè)計時，一般對疏水系統(tǒng)設(shè)計主要考慮疏水壓力分布情況，而未能將機組運行后的負荷量因素予以充分考慮。這樣就會造成機組沖轉(zhuǎn)前開啟本體動力弱，造成疏水情況不理想。所以，在設(shè)計時，要將疏水壓力分布情況與汽機運行負荷合并考慮，并對疏水管、進排氣系統(tǒng)要合理布置，做到在全部疏水門開啟時各疏水管內(nèi)壓力要高于疏水箱及擴容器的壓力。汽機安裝時，要嚴格按照設(shè)備廠商要求和相關(guān)標準進行，同時更要做好管與氣缸連接處的密封工作。

5.2做好上下缸溫差的檢測工作

汽機在運行進程中，由于蒸汽溫度高和設(shè)備運轉(zhuǎn)摩擦影響會產(chǎn)生很大熱量。因此及時做好汽機測溫工作，詳細做好記錄，并認真分析采集的數(shù)據(jù)，掌握氣缸各測溫點位的溫度及上下缸溫差變化情況，如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時采取對策予以處理，保障溫控指標能夠處在正常范圍以內(nèi)。

5.3嚴格控制設(shè)備及零件質(zhì)量

在設(shè)備及零件采購時要嚴把質(zhì)量關(guān)。要嚴格按照電廠設(shè)計標準購置，對所購置的噴嘴、輸水管、進排氣管，抽氣管、密封墊等零部件型號、材質(zhì)等要嚴格把關(guān)，并與汽機原廠部件相比較，確保新購零部件不低于原廠設(shè)計標準，各項指標均符合國家相關(guān)要求。運輸時要做好安全防護，防止設(shè)備及配件損壞。入庫時要整齊排放，做好防碰撞和防銹措施，保證設(shè)備及零部件質(zhì)量。

5.4正確操作，加強維護保養(yǎng)

汽機開啟之前，要仔細檢查疏水系統(tǒng)密封情況以及是否暢通，檢查進、排氣管、抽氣管狀態(tài)，查驗測溫設(shè)備是否完好等。確保正常后，開始進行暖管和沖轉(zhuǎn)工作。在汽機啟動、試運轉(zhuǎn)時，要時刻關(guān)注上下氣缸溫差變化情況，并定期做好汽機維護保養(yǎng)工作，對易損零件進行及時更換，從而防止上下缸溫差大問題的發(fā)生。

6、結(jié)束語

在整個的熱力發(fā)電廠體系當中，疏水系統(tǒng)可以說是發(fā)電廠整體性熱力系統(tǒng)當中十分重要且不能缺失的重要的組成部分，并且對發(fā)電廠的經(jīng)濟運行安全有著非常重要的影響。如果疏水系統(tǒng)的接入方式不恰當，輕則能夠引發(fā)震動、水擊等責(zé)任事故，嚴重的甚至能夠造成設(shè)備或者是管道的損壞，在國內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了很多起因為汽輪機在疏水過程中的不順暢而導(dǎo)致的責(zé)任事故，甚至還出現(xiàn)過嚴重的大軸彎曲的責(zé)任事故。在對疏水系統(tǒng)進行改造之后，盤車的電流穩(wěn)定性會加強，這種情況下汽機運行中的上下缸的問溫差就會出現(xiàn)明顯縮小的趨勢，在投入較小的運行費用的前提之下，汽機的熱經(jīng)濟性也會得到明顯的提高，更好的保障了發(fā)電廠的健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司）