李光耀 李安東

華電章丘發(fā)電有限公司 山東 濟南 250216

引言

供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性對國家經濟和社會的正常運行至關重要，而汽輪機作為火電廠供電系統(tǒng)中的核心設備，其輔機的檢修工作直接關系到整個系統(tǒng)的可靠性和安全性。隨著電力需求的增加，保障汽輪機輔機的正常運行顯得尤為重要，這不僅有助于節(jié)約能源、減少損耗，還能提高工作效率。

汽輪機輔機在使用過程中可能出現(xiàn)各種故障，由于其組裝復雜、零部件繁多，檢修工作的難度和工作量相對較大。因此，對汽輪機輔機常見故障的檢修工作必須具備嚴謹性和標準性，以確保檢修工作的有效性和安全性。

為了提高汽輪機設備運行的穩(wěn)定性，需要加強對汽輪機輔機的檢修工作。這不僅包括對已經出現(xiàn)故障的設備進行及時維修，還包括對設備進行定期的檢查和預防性維護。通過科學合理的檢修工作，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取措施，確保汽輪機設備的可用性和安全性。

在電力行業(yè)，汽輪機的正常運行直接關系到供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。因此，電力企業(yè)應高度重視汽輪機輔機的檢修工作，建立完善的檢修計劃和標準，培養(yǎng)專業(yè)的檢修人員團隊，以確保供電系統(tǒng)的可靠運行，為國家經濟的可持續(xù)發(fā)展提供穩(wěn)定而可靠的電力支持。

1 可行性分析

電力系統(tǒng)的科技化發(fā)展對我國工業(yè)生產方式產生了深遠的影響，而作為火電廠發(fā)電系統(tǒng)中的關鍵設備，汽輪機的運行狀態(tài)直接關系到整個供電系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。為了確保發(fā)電機組的連續(xù)穩(wěn)定運行，必須加強對汽輪機輔機的設備管理和定期檢修工作，以維護供電企業(yè)的生產效率和效益。在眾多企業(yè)的設備維修管理實踐中，為提高汽輪機設備的良好運行，通常會設立專門的負責人員進行設備管理。這些專員負責監(jiān)督和組織汽輪機輔機的定期檢修工作，確保設備處于良好的運行狀態(tài)。

1.1 技術角度

就目前而言，中國現(xiàn)有的汽輪機技術在長期的生產和技術發(fā)展下，已經具備了相當成熟的技術水平，這在一定程度上提高了機組的熱效率，提高了機組和輔助設備的能量轉化率，對于提高我國的節(jié)能減排能力有著非常重要的意義[1]。通過技術改造，使機組和輔助機組的安全、可靠運行得到了一定的提高，為電站機組和輔助機組的節(jié)能降耗提供了有力的技術支持。

1.2 經濟角度

電站機組和輔助機組的節(jié)能技術在技術創(chuàng)新的過程中，應根據技術革新后的成本和效益進行合理、科學的評估，避免盲目追求技術創(chuàng)新，或改造后不能實現(xiàn)節(jié)能、減排的目標。

就當前而言，大部分大型電站的改造和革新，與新型機組相比，投資成本都比較低，通過技術改造和技術革新，可以有效地降低機組和輔機的能源消耗。從長遠來看，電站在汽輪機及輔助設備的節(jié)能改造中，具有很高的經濟性。

2 發(fā)電廠汽輪機的主要結構特征

發(fā)電廠的汽缸主體采用高壓合缸，通流段逆向排列，高壓油缸則采用雙層油缸設計。在連續(xù)運轉中，主要蒸汽及再熱蒸汽的平均溫度維持在537℃，且可以在551～565℃之間浮動。這樣的運行溫度保障了機組的高效運轉，而每次連續(xù)工作的時長為15min，年累計工作時間達到80h[2]。

渦輪的高壓轉子和低壓轉子采用全斷面結構，在121℃下會發(fā)生脆性過渡。為確保啟動過程的順利進行，必須提前進行預熱，將轉子的中央溫度升至121℃以上，以便將低壓轉子和發(fā)電機的轉子連接起來。渦輪爬升機構安裝在低壓氣缸的后軸承蓋上，采用低速盤車，速度為4.26rm-1，可實現(xiàn)連續(xù)盤車和分批盤車。而在渦輪機的速度超過盤車時，盤車會自動跳閘，以確保機組的安全。

為了進一步提升汽輪機的性能，在已有的基礎上設計了一套合滑銷，并將其置于高壓缸的中線前端。這一系統(tǒng)包括高壓蒸汽源控制站、再熱冷卻區(qū)和輔助蒸汽源控制站。在低負載工況下，通過適當選擇氣源，對高、中、低壓氣封進行充氣，以減少起動時間。而為了最大限度地控制氣缸的溫度差和差脹，系統(tǒng)設計者對高壓缸進行了內外部的加熱和調節(jié)。同時，引入了夾層加熱汽源，以及預熱的汽源作為輔助蒸汽。

在汽輪機運行時，通過不同的工作模式，實現(xiàn)了對機組節(jié)流和噴口的無干擾切換，可通過調整噴嘴節(jié)流來提升機組的運行經濟性。值得注意的是，設備、主蒸汽溫度、電力負荷和處理系數(shù)等因素都會對機組的節(jié)能效果產生一定的影響。汽輪機的主要部件是氣缸，因此提高氣缸的效率對整個電廠的工作效率都有著積極的影響。通過這一系列的設計和優(yōu)化，這臺汽輪機在提高性能和降低能耗方面取得了顯著的進展。

3 汽輪機及其輔機設備的影響能耗因素

3.1 能耗因素

汽輪機氣缸作為一個相對封閉、性能良好的氣室，在工作中起到了關鍵的作用，即阻斷氣缸內的氣體與外界空氣，并將蒸汽轉化為機械能。在氣缸內外之間存在一層氣隙，這個設計有助于在工作時通過熱輻射影響，使汽缸內的熱能輸送到外汽缸，實現(xiàn)內汽缸內熱能的一定預熱，從而提高了汽缸的工作效率[3]。

在汽輪機和輔助裝置的運行中，氣缸的噴水量直接影響壓力和溫度。當熱能持續(xù)供給時，噴水與空氣的比例逐漸增大，導致熱能消耗增加，渦輪和輔助設備的工作效率一直保持在相對較低水平，同時也造成了較大的熱能損失。

為確保系統(tǒng)的高效運行，必須注重鍋爐冷卻水和過熱器的內部清潔，并確保輔助管道的合理性和封閉性。這些措施有助于減小能源損失，提高系統(tǒng)的整體效率。在實際操作中，持續(xù)監(jiān)測和維護這些關鍵組件的清潔狀況，以及調整噴水量，是確保汽輪機和輔助設備高效運行的關鍵步驟。

3.2 調整因素

在機組運行調試中，發(fā)現(xiàn)存在多個問題直接影響了機組的節(jié)能效果[4-5]。首先，循環(huán)水的操作模式沒有經過有效優(yōu)化，二次過濾器未得到及時的維修，這導致了系統(tǒng)的堵塞問題。另外，真空泵的冷卻水溫度過高也導致了系統(tǒng)真空度的偏高，進一步影響了系統(tǒng)的正常運行。

其次，在啟動和停機過程中，如果溫度調節(jié)不及時或調節(jié)時間過長，可能導致機組跳閘，頻繁啟停，進而增加了機組的能源消耗。這顯然是一個需要及時調整和改進的操作問題。

第三，部分設備未采用新技術或對老設備進行改造，其耗能高于技術革新設備。這提示電廠需要更積極地推進技術更新，采用更為節(jié)能的設備，以提高整個系統(tǒng)的能效。

此外，冷凝泵的操作模式不合理，導致機組和輔助機組的運行能量消耗增大。合理的環(huán)節(jié)調節(jié)是確保系統(tǒng)高效運行的關鍵。

最后，加熱器的水位設置不合理，無論是設置得太高還是太低，都會影響到整個系統(tǒng)的熱能傳遞效率。因此，對加熱器的水位設置進行合理調整，是提高機組整體能效的重要一環(huán)。

綜上所述，解決這些問題需要在機組運行調試中引入更科學的操作模式和現(xiàn)代技術，保養(yǎng)設備、優(yōu)化操作流程，以確保機組以最佳狀態(tài)運行，從而實現(xiàn)更好的節(jié)能效果。

4 汽輪機及其輔機設備節(jié)能增效分析

在多年的實踐和技術支持的不斷演進下，機組的熱效率經歷了顯著提升，能量損耗減少，機組和輔助設備的能量轉換率也得到了明顯改善。通過對機組進行技術改造，安全性和可靠性得到了提高，從而在電廠中得到了廣泛應用。

在電廠運行過程中，通過創(chuàng)新機組運行模式，平衡經濟效益和節(jié)能效益，并對機組和輔助機組的能耗進行有效控制是可行的。透平氣缸自身具備較好的密封性能，但由于熱輻射的影響，內部氣缸的熱量可能輸送到外部氣缸，導致能量損耗。通過引入蒸汽管道到汽缸夾層中，能夠顯著減少機組的起動時間，最大限度提升機組的起動效率[5-6]。

機組和輔助機組的聯(lián)合運行模式會對整體經濟效益產生重要影響。為了防止機組出現(xiàn)阻塞，必須對機組的循環(huán)水進行優(yōu)化。在啟動和停機過程中，機組容易出現(xiàn)阻塞，不合理的熱機時間和頻繁啟動都會增加機組和輔助設備的能源消耗。因此，對循環(huán)水進行有效的優(yōu)化和控制是維護機組高效運行的關鍵。

5 汽輪機及其輔機設備節(jié)能技術要點

5.1 加強技術改造

在長期使用后，機組的能量消耗會有一定的下降。為了提高機組和輔助機組的工作效率，達到節(jié)能減排的目的，電廠提出了一套較為完善的能源消耗技術改造方案。

5.1.1 鍋爐抽水設備的改進。技術人員對鍋爐水泵進行了改造，用低能耗的上泵進行了多次實驗，并在鍋爐點火、升壓后進行了電泵的起動。通過對上水泵的改造，使機組和輔助機組的運行能耗得到明顯的減少，從而使電廠的總體經濟效益得到了明顯的改善。

5.1.2 凝結器系統(tǒng)改造。在電站的生產過程中，高精度的試驗裝置對于確保系統(tǒng)的密封性至關重要。相關人員有責任定期進行真空密封試驗，并對循環(huán)水的質量進行嚴格檢查，以防止可能導致系統(tǒng)堵塞的問題[7]。

此外，工作人員需保持對銅管的定期清潔，并加強對抽水裝置的保養(yǎng)工作。對抽水罐室內溫度的定期試驗也是必要的，以確保其保持在適宜的26℃左右。這有助于維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效運行。

為了保證冷凝器真空的嚴密性，應采取定期維護抽水裝置的措施，以確保冷庫工作液面維持在正常范圍內。同時，引入了一系列節(jié)約能源的技術，旨在提高系統(tǒng)的能源利用效率。這些維護和優(yōu)化措施共同確保了電廠系統(tǒng)的可靠性，降低了潛在故障風險，并促進了能源的有效利用。

5.1.3 汽水系統(tǒng)改造。為確保蒸汽在循環(huán)部位不形成污物，應采取定期水質監(jiān)測的措施，以提高機組的運行效率。技術人員根據汽輪機的給水程序進行操作，并對供熱系統(tǒng)進行了改造，以防止蒸汽渦輪機組在運行時對高壓加熱器進行解排。這一改進措施旨在保證管道通暢，防止冷卻水滲漏，從而確保汽輪機和輔助設備的能源消耗達到最大效益。

為了避免熱水溫度過高，電廠應采取防范措施，以防止淹沒換熱管，減小換熱面積，降低換熱效率，進而導致疏水回流，影響機組的安全運行[8]。為了最大程度降低人工操作錯誤的影響和減少不必要的能耗，電廠有關部門應定期保養(yǎng)高壓熱水器。此外，還可以通過定期檢查與保養(yǎng)熱水器冷水機的裝置，實現(xiàn)節(jié)約能源的目標。這些維護和管理措施的實施有助于確保電廠系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，提高能源利用效率，同時降低不必要的維修成本。

5.2 優(yōu)化給水系統(tǒng)運行方式

針對目前電廠鍋爐的使用要求，技術人員提出了取消一級葉輪、調節(jié)水泵揚程的建議。同時，技術人員建議對變頻裝置進行調整，將工頻電動機驅動的泵的五段葉輪去掉，并增設了套管和軸套作為葉輪[9]。在更換完畢后，技術人員對其進行了高速動平衡實驗，保證了其工作的穩(wěn)定性和高的實用率。該裝置的供水性能穩(wěn)定，節(jié)約能源，可有效地減少節(jié)流引起的損失，降低電廠的生產能耗，增加電廠的經濟效益，達到節(jié)能降耗的總體目的。

6 結束語

汽輪機是一種利用蒸汽作為能源，將蒸汽和熱量轉換為動能的旋轉機械，在電廠中得到了廣泛的應用，具有較高的工作效率和較長的使用周期。為了提高電廠的產能、降低能源消耗，需要對機組和輔助機組進行改造，提高機組的節(jié)能技術，促進電廠的可持續(xù)發(fā)展。