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。
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
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。
汽轮机：以蒸汽为工质的将热能转变为机械能的旋转式原动机。它是在高温、高压、高转速下工作的大型精密动力机械。具有单机功率大、效率较高、单位功率制造成本低、运转平稳、寿命长等优点。
级：汽轮机最基本的做功单元，由喷灌叶栅和与之配合的动叶栅组成
分类：按工作原理：冲动式汽轮机、反动式汽轮机。按热力特性分：凝汽式汽轮机，背压式汽轮机，抽汽式汽轮机，抽汽背压式汽轮机，多压式汽轮机。按压力等级：低压汽轮机小于1.5 Mpa；中压汽轮机2-4Mpa；高压汽轮机6-10 Mpa； 超高压汽轮机为12-14 Mpa； 临界压力汽轮机16-18 Mpa；超临界压力汽轮机大于22.15 Mpa；超超临界压力汽轮机大于32 Mpa
型号四个内容：汽轮机型式、额定功率、蒸汽参数、变型设计序数
冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级
反动级：当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶片产生一个反作用力，即反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。通常称这种级为反动级。
复速级：由一组静叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅及一组介于第一、二列动叶栅之
间、固定在汽缸上的导向叶栅所组成的级，称为复速级。
基本方程：连续方程式，.动量方程式（运动方程），能量方程式， 状态及过程方程式
喷管损失：喷管出口实际速度小于理想速度所造成的损失
喷管的能量损失系数：喷管损失与理想滞止比焓降之比。
临界压力比：临界压力与滞止压力之比。蒸汽在斜切喷管中的膨胀条件见详细
斜切部分膨胀不足：达到极限膨胀后，若继续降低喷管背压，汽流一部分膨胀将发生在斜切部分之外，称为膨胀不足。
轮周功率：单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所作出的机械功
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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。
