电厂汽轮机疏水系统的优化
摘要 本文介绍了电厂汽轮机疏水系统的功能及可能出现的相关问题,并就疏水系统设计及运行操作时应注意的问题,即疏水系统优化的具体情况进行了探讨。
关键词 汽轮机;疏水系统;系统优化
中图分类号 [tm622] 文献标识码 a 文章编号
1674-6708(2010)17-0145-02
作为重大恶性事故之一,电厂汽轮机发生大轴永久性弯曲事故时有发生。有数据表明,70%的弯曲事故是在热态起动时发生,也即与汽缸上、下缸温差大有关。而究其原因,除去冷水、冷汽的意外进入的因素,大多与疏水系统的设计和操作不合理密切相关。疏水系统的设计往往只重视正常运行或机组冷态启动时疏水压力高低的分布,而忽视了虑温、热态开机及甩负荷后的启动情况。目前,电厂汽轮机机组典型的疏水系统设计和操作容易导致高负荷停机、甩负荷后温、热态开机出现高、中压缸温差、汽缸内外壁温差逐渐增大现象,既存在安全隐患,又不利于机组的及时再次启动。因此对电厂汽轮机疏水系统进行优化,尤为必要。
1 电厂汽轮机疏水系统的功能及可能出现的相关问题
实践表明,在长时间停机后的启动或重新启动过程中,电厂汽轮机的汽缸和蒸汽管道必须经过预热的手段,使温度达到允许汽轮机升速和加载的条件。而疏水系统的功能,则是去除汽缸和管道在预热过程中由于低于饱和温度所产生的凝结水,从而保障机组的正常运行。如若疏水程序得不到充分保障,可能导致以下损害汽轮发电机组的不正常工作情况发生。
一是汽轮机机组启停过程中主蒸汽过热度不足或汽温过低、下降过快,影响机组正常运行;二是凝结水从蒸汽管线进入汽轮机时,对汽缸和轴产生过冷却从而导致其变形,损害汽轮发电机组;三是汽缸的保温不良,或各加热器及凝汽器水位过高,导致水进入汽缸;四是在汽轮机低部积聚凝结水,从而对汽缸产生单侧冷却导致其变形,损害了汽轮发电机组;五是管道和支吊架由于损坏的原因,从而导致汽轮机对中变化,影响汽轮机机组正常运行;六是在机组启停过程中由于在轴封蒸汽母管积聚凝结水,从而导致轴封蒸汽压力控制系统失灵;七是汽轮机机组由于疏水管线过大、疏水阀控制不合理,而蒸汽管线产生的凝结水量小,疏出来的高温高压蒸汽将对疏水扩容器和凝汽器造成较大的冲击。
目 录
1、编制依据 ................................................................................................................................... 1
2、工程概况 ................................................................................................................................... 1
3 工程安排 ................................................................................................................................... 1
4 作业准备工作及条件 ............................................................................................................... 1
5 作业方法及程序 ....................................................................................................................... 3
6、施工技术措施及要求 ............................................................................................................... 4
北京国电博雅科技有限公司 电力行业软件开发、制作、销售
8 汽轮机设备及系统
8.1 汽轮机设备
8.1.1 发电厂的机组容量的选择，应符合下列要求：
8.1.1.1 区域性凝汽式发电厂的机组容量，应根据地区电力系统规划容量、电力负荷增长的需要和电网结构等因素，优先选择较高参数和较大容量的机组。
8.1.1.2 孤立凝汽式发电厂的机组容量，当停用1台机组时，其余机组应能满足基本电力负荷的需要。
8.1.1.3 供热式发电厂，应根据热负荷的大小，合理确定发电厂的规模和机组容量。条件许可时，应优先选择较高参数、较大容量和经济效益更高的供热式机组。
8.1.2 供热式汽轮机机型的最佳配置方案，应在调查核实热负荷的基础上，根据设计的热负荷曲线特性，经技术经济比较后确定。
8.1.3 供热式汽轮机的选型，应按下列原则确定：
8.1.3.1 具有常年持续稳定的热负荷的热电厂，应按全年基本热负荷选用背压式汽轮机。
8.1.3.2 具有持续部分稳定热负荷的热电厂，可选用背压式汽轮机或抽汽背压式汽轮机承担基本稳定的热负荷，另设置抽凝式汽轮机带变化波动的热负荷。
区域性的热电厂的第一台机组，不宜设置背压式汽轮机。
8.1.3.3 昼夜热负荷变化幅度较大，或近期热负荷总量较小，且无持续稳定的热负荷的热电厂，宜选用抽凝式汽轮机。
8.1.4 热电厂的热化系数，可按下列原则选取：
8.1.4.1 热电厂的热化系数应小于1。
8.1.4.2 热化系数必须因地制宜、综合各种影响因素经技术经济比较后确定，并宜符合下列要求：
(1) 热化系数宜取0.5～0.8；
(2) 对以供常年工业用汽热负荷为主的热电厂，其热化系数宜取0.7～0.8；
(3) 对以供季节采暖为主的热电厂，其热化系数宜取0.5～0.6；
(4) 在选取热化系数时，应对热负荷的性质进行分析。年利用小时数高、日负荷稳定的，取高值；年利用小时数低、日负荷波动大的,取低值。
1、蒸汽轮机结构、工作原理
汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的涡轮式机械。在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。
汽轮机主要由转到部分（转子）和固定部分（静子）。转子：叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、汽封、轴承等。
汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主气阀、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机排气口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动。其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵 抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏人，最终进入凝汽器的壳测。因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。凝汽设备有凝汽器、凝结水泵、循环水泵和抽气器组成，它的作用是建立并保持凝汽器的真空，以使汽轮机保持较低的排汽压力，同时回收凝结水循环使用，以减少热损失，提高汽轮机送设备运行的经济性。
为了调节汽轮机的功率和转速，每台汽轮机有一套由调节装置组成的调节系统。另外，有一套自动保护装置，以便在异常情况下发出警报，在危机情况下自动关闭主汽阀，使之停运。调节系统和保护装置常用压力油来传递信号和操纵有关部件。
总之，汽轮机设备是以汽轮机为核心，包括凝气设备、回热加热设备、调节和保护装置及供油系统等附属设备在内的一系列动力设备组合。
2、燃气轮机结构、工作原理
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三部分组成
工作原理：压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧。成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀做功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气透平机在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。从燃烧室到透平进口的燃气温度称为燃气初温。初温越高透平做功越多，燃气轮机的输出功就越大。
