提高汽轮机真空确保机组安全经济运行
摘要：汽轮机真空是关系到汽轮机安全、经济运行的一项重要指标, 对引起其下降的原因与部位进行诊断, 并采取有效的措施提高真空系统的真空是生产部门一项基础性工作。文章结合动力公司6MW机组长期存在真空不足的问题, 对引起真空下降的因素进行了较全面的分析,同时对近年来真空技术的主要研究成果与经验进行了介绍, 并就提高汽轮机真空的其他措施作了一些有益的探讨。
关键词：汽轮机真空安全经济性
1引言
真空系统是凝汽式汽轮机的一个重要组成部分，其严密性与稳定性直接影响整个设备运行的热经济性和安全性。国家电力行业标准对真空系统的严密性要求非常严格。真空是电厂运行人员的主要监视参数。真空提高，机组出力增加；真空降低1kPa，汽轮机的汽耗量将增加1.5 %～2.5 %；真空过低，汽轮机的排汽温度将升高，使得低压缸或低压轴承座等部件受热膨胀，甚至使机组产生振动；真空过低时还会增强汽轮机和冷凝管的振动，破坏凝汽器水侧的严密性。但是真空也不是越高越好，因为真空过高的情况下，当蒸汽在汽轮机末级动叶斜切部分已达膨胀极限时，汽轮机功率不再随真空提高而增加。而动力公司现运行两台汽轮发电机组，型号为：C6-3.43/0.49抽汽凝汽式机组，额定发电量为６ＭＷ，主蒸汽压力为3.43Mpa,抽汽压力为0.49～0.69Mpa, 额定进汽量为60T，设计凝汽器额定真空为0.086Mpa。汽轮发电机组真空系统包括轴封、凝汽器、射水式抽气器等设备。自1997年11月运行以来，至今已经14年，随着设备逐渐老化，汽轮机组运行长期达不到额定真空值，在0.076～0.064MPa之间波动。给机组安全稳定运行埋下了严重的安全隐患并且影响了机组经济运行。只有将汽轮发电机组凝汽器真空度提高到额定值，彻底消除凝汽器系统缺陷，调整优化工艺参数，加强技术培训等措施，才能切实保障机组持续、稳定的发电、供热，提高机组运行的经济效益。本文结合生产实践，首先分析动力公司现有6MW抽汽凝气式机组真空系统真空度下降的原因，然后探讨并结合具体情况实施了几种提高真空的措施。
图1 汽轮机真空系统简图
2真空度下降的特征、原因及影响
2.1真空度下降的特征
汽轮发电机组真空系统真空度下降汽轮机仪表盘显示的凝汽器真空值较低，此时凝汽器汽侧空间的空气量增加，凝汽器冷却循环水进出口温差降低（或者进口水温较高），空气分压力增大；如果凝汽器内漏入空气后，凝结蒸汽对冷却水管壁的放热系数会变差，总导热系数减小，传热量减少。从这一传热学原理可知，汽轮机真空度下降的特征是：排汽温度升高，背压升高，真空降低，端差增大，凝结水温度升高，过冷度增加以及凝结水含氧量可能增加。
2.2引起真空下降的原因
影响凝汽器真空系统下降的原因很多，主要包括以下几方面：
2.2.1真空系统的严密性。
真空系统是指与凝汽器汽侧连接的有关管路系统。这个系统的压力低于大气压力,如果有不严密的地方,就要漏入空气,使凝汽器的工作恶化。由于空气是很难凝结的气体,因此空气进入凝汽器后,会造成真空的降低。动力公司2 号汽轮机的轴封汽封已经磨损成平齿,密封性能差,由此漏入空气进入凝汽器造成真空偏低, 长期以来一直在- 0. 075 MPa徘徊,最低曾达- 0.069 MPa ,在运行中不得不加大汽封供汽压力和流量以维持真空。但这样又造成汽轮机油中带水,对润滑和调速系统造成威胁。另外，真空系统管线接头多，阀门多，信号管线长，有可能存在不严密情况。
2.2.2辅机设备运行异常
（1）高、低压加热器长期未投运以及长期无水位运行,也是影响真空低的原因之一。动力公司2 号汽轮机组高、低压加热器均是通过疏水器疏水, 由于高、低压加热器长期未投运以及长期无水位运行，导致大量疏水和抽汽进入凝汽器,从而使凝汽器过负荷,使排汽温度相应提高,这不但会增加机组冷源损失,同时也会降低凝汽器真空。
（2）射水式抽气器出口逆止阀关不严，导致备用射水泵泵反转;射水式抽气器水箱水温高，抽气时汽化现象严重，导致射水式抽气器效率下降。当射水式抽气器出力低于凝汽器真空时，出现凝汽器倒抽现象，将射水式抽气器的工业水抽入凝汽器中造成真空急速下降，威胁机组安全运行。
（3）凝结泵出力不够，凝结水位长期处于高水位运行。主要表现在泵体水封不严密，漏空气，盘根漏水量大等。如果处理不及时，水位升高时，将导致排汽与凝汽器接触面下降，真空急速下降，
2.2.3凝汽器铜管结垢
循环冷却水质对凝汽器真空的影响。动力公司的冷却水采用的是当地南广河河水,水质硬度较高,浮游生物较多，长期运行后在凝汽器铜管内壁结成一层水垢,降低了传热效果,从而导致真空大幅度降低。
2.2.4循环水异常
（1）循环水量不足。相同负荷下(指排汽量相同)，若凝汽器循环水出口温度上升，即进出口温差增大，说明凝汽器循环水量不足，应检查循环水泵工作有无异常，检查循环水泵出口压力、循环水进口水位，检查进口滤网有无堵塞。循
环水阀门开度是否全开。
（2）循环水温度高。运行中由于机冷塔工作不正常，运行中的机冷塔循环冷却水回水阀门未全开，未经风机冷却，也可使水塔出水温度升高，真空下降。
2.2.5轴封密封不良
（1）汽机轴封送汽不合理，机组运行时，汽机的轴封送汽由于前后轴封由同一根管道从主机轴封供汽管直接引入，前后轴封阻力不等，前后送汽压力难于调整，导致了小机前后轴封漏空气。
（2）汽机轴封磨损严重，径向间隙偏大。轴封间隙的大小、轴封的完好程度也是造成轴封漏泄的较重要因素。
2.3真空降低对机组的影响
主要表现为以下几个方面：
（1）当汽机的排汽压力、温度升高，蒸汽在机内的可用焓降减少，蒸汽在凝汽器中的冷源损失增大，机组效率下降，机组出力减少。
（2）凝汽器真空下降较大而排汽温度上升较高时，将使排汽缸及低压轴承座等部件受热膨胀，引起机组中心偏移，机组发生较大振动。
（3）真空降低，要维持机组负荷不变，需增加蒸汽流量，引起末级叶片可能过负荷，轴向推力增大，推力瓦温度升高，严重时可能烧毁推力瓦。
（4）由于排汽温度升高，可能引起凝汽器冷却水管胀口松动，破坏凝汽器冷却水管严密性。
（5）排汽的体积流量减少，对末级叶片工作不利
有资料显示，当机组汽耗量不变时，真空恶化1％，将引起汽轮机的功率降低约为额定容量的1％。当汽轮机的负荷不变时，真空恶化1％，相当于电厂的燃煤消耗量增加大约为1-2％。真空每降低1kPa，汽轮机汽耗平均增加1％~2％。所以，只有了解凝汽器真空下降的原因和所产生的后果，才能确保及时准确地对故障进行处理。
3提高真空的措施
通过以上对凝汽器真空低的原因分析,针对动力公司1 号汽轮机组的实际情况,已采取了如下措施:
(1) 利用2012年1-3月，动力公司停产期间，对1号汽轮机解体大修的时机,将汽封进行了更换。
(2) 对高、低压加热器疏水系统密封进行彻查，确保运行的可靠性;及时消除疏水系统中的缺陷,提高疏水系统中的调节阀的投入率和可靠性,保持高、低加有水位运行。或者关闭与凝汽器连接的空气阀。
(3) 对循环泵进、出口，以及机冷塔循环冷却回水阀进行了检修，确保了阀门均能开启。
（4）对机组所有真空表进行了校对，对凝汽器的信号管线用压缩空气进行吹灰，除锈，之后将信号管线打水压，检查到有一处漏点，彻底消除了各真空表的压差，计量结果更准确。
（5）将循环水池的循环水进行了彻底排放，保持了再启动机组运行时，有良好的水质。
（6）对运行人员进行技术培训，加强了在运行中的严格控制以及对于真空突然降低的事故处理能力。
（7）汽封齿易磨损则依靠运行操作人员在启机过程中关小汽封进汽量，延长暖机时间，汽封膨胀均匀，减少硬性的摩擦。
（8）利用停产时间对凝汽器进行清洗，消除了凝汽器的水垢。
4效果检查
通过采取上述技术措施,提高了凝汽器的真空,从而在安全和经济方面产生了较大的效果。
(1) 安全方面:降低了汽轮机油含水量,保证了调速系统运行的稳定性,消除了调速系统卡涩现象,确保了机组的安全运行。大大降低了因机组真空低而降负荷运行的现象。目前，低真空保护已经正常投入，确保了机组的安全运行。
(2) 经济方面: 降低了发电煤耗。真空由- 0. 070 MPa 提高至- 0. 080 MPa , 真空提高了0. 010 MPa 。按保守算法提高0.01MPa 降低煤耗3 g/ (kW ?h) 计算（理论上可达到8g/( kW ?h)）,每台机组煤耗约降低3 g/ kW ?h , 每日发电约10万KW?h,则每年发电为3000万KW?h可节约标准煤9万Kg, 可节约标准煤90t。目前煤炭价格为600元/t, 每年可节约54000元。除去更换循环水需支付3000元左右费用，更换1号机汽封10000元，维修凝汽器管道以及更换漏气压力表6000元，实际增效35000元。间接经济效益，以前- 0. 070 Mpa的真空仅能维持在4500KW左右的负荷，现在只要锅炉出力够大，可以带负荷至5500KW以上，足够满足当前江南片区负荷需求。
（3）在运行中虽然出现过，真空突然降低情况，但是处理得当，未造成运行中断事故。
5 结束语
真空作为汽轮发电机组的重要安全指标之一，必须对其加强监视以及控制。严格执行并逐条落实各项措施要求是防止真空下降的有力管理方式。要解决根本问题还需要加强循环水处理，阻缓凝汽器铜管结垢，以及建立一套完备的凝汽器在线清洗系统等等。以较少的投入，获得较大得综合效益。
参考文献
［1］作者:邵和春书名:汽轮机运行（第二版）出版社：中国电力出版社
出版日期：2006-5-1
［2］作者:沈英林，张瑞祥编书名:汽轮机运行与维护技术问答出版社：化学工业出版社出版日期：2009-03-01
汽轮机在运行中的维护常识
汽轮机在运行中的维护 常识 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
汽轮机在运行中的维护常识汽轮机正常运行中的维护，是保护汽轮机的安全与经济运行的重要环节之一。汽轮机的维护是汽轮机运行人员的职责，勤于检查分析情况，防止事故发生，并尽可能提高运行的经济性。 一、汽轮机运行人员基本工作 配备必要的操作、维护人员后必须进行专门训练，务必使他们熟悉机组的结构、运转特性和操作要领。运行人员的基本工作有以下几个方面： 1、通过监盘，定时抄表(一般每小时抄录一次或按特殊规定时间抄录)，对各种表计的指示进行观察，对比、分析，并做必要的调整，保持各项数值在允许变化范围内。 2、定时巡回检查各设备、系统的严密性，各转动设备(泵、风机)的电流，出口压力，轴承温度，润滑油量、油质及汽轮机振动状况，各种信号显示、自动调节装置的工作，调节系统动作是否平稳和灵活，各设备系统就地表计指示是否正常。保持所管辖区域的环境清洁，设备系统清洁完整。
3、按运行规程的规定或临时措施，做好保护装置和辅助设备的定期试验和切换工作，保证它们安全，可靠地处于备用状态。 4、除了每小时认真清晰地抄录运行记录表外，还必须填写好运行交接班日志，全面详细地记录8h值班中出现的问题。 二、汽轮机运行监视 在汽轮机运行中，操作人员应对汽轮机本体、凝汽系统和油系统进行全面的监视。主要监视的项目有：新汽压力和温度、真空(或排汽压力)、段压力、机组振动、转子轴向位移、汽缸热膨胀、机组的异声、凝汽器的蒸汽负荷、循环水的进口温度及水量、真空系统的密闭程度、油压、油温、油箱油位、油质和油冷却器进出口水温等。特别是对各项的变化趋势进行检查和记录，这对防止事故发生、查明事故原因和研究处理措施都是很必要的。 1、监视段压力检查 在汽轮机中，汽轮机第一级后压力与通过汽轮机蒸汽流量近似成正比，如因结垢使流通面积小于设计值，欲维持相同的蒸汽流量或功率，
汽轮机运行分析
机组运行分析 、进汽压力 进汽压力升高的影响： ①汽压升高，汽温不变，汽机低压段湿度增加，不但使汽机的湿汽损失增加，降低汽机的相对内效率，并且增加了几级叶片的侵蚀作用，为了保证安全，一般要求排汽干度大于88%，高压大容量机组为了使后几级蒸汽湿度不致过大，一般都采用中间再热，提高中压进汽温度。 ②运行中汽压升高，调门开度不变，蒸汽流量升高，负荷增加，要防止流量过大，机组过负荷，对汽动给泵则应注意转速升高，防止发生超速，给水压力升高过多。 ③汽压升高过多至限额，使承压部件应力增大，主汽管、汽室，汽门壳体、汽缸法兰和螺栓吃力过大，材料达到强度极限易发生危险，必须要求锅炉减负荷，降低汽压至允许范围内运行。 进汽压力降低的影响： ①汽压降低，则蒸汽流量相应减少，汽轮机出力降低，汽动给泵则转速降低，影响给水压力，流量降低。 ②要维持汽轮机出力不变，汽压降低时，调门必须开大，增加蒸汽流量，各压力级的压力上升，会使通汽部分过负荷，尤其后几级过负荷较严重；同时机组轴向推力增加，轴向位移上升，因此一般汽压过多要减负荷，限制蒸汽流量不过大。 ③低汽压运行对机组经济性影响较大，中压机组汽压每下 降O.IMpa，热耗将增加0.3? 0.5%，一般机组汽压降低1%，使汽耗量上升0.7%。 、进汽温度： 进汽温度升高的影响； ①维持高汽温运行可以提高汽轮机的经济性，但不允许超限运行，因为在超过允许温度运行时，引起金属的高温强度降低，产生蠕胀和耐劳强度降低，脆性增加，长期汽温超限运行将缩短金属部件的使用寿命。 ②汽温升高使机组的热膨胀和热变形增加、差胀上升，汽温升高的速度过快，会引起机组部件温差增大，热应力上升，还使叶轮与轴的紧力、叶片与叶轮的紧力发生松弛，易发生通汽部分动静摩擦，如由于管道补偿作用不足或机组热膨胀不均易引起振动增加。进汽温度降低的影响; ①汽温降低，使汽轮机焓降减少，要维持一定负荷，蒸汽流量增加，调节级压力上升，调节级的焓降减小，对调节级来讲安全性较好。 ②在汽压、出力不变的情况下，汽温降低蒸汽流量增加，末级叶片焓降显著增大，会 使末级叶片和隔板过负荷，一般中压机组汽温每降低10C,就会使最后一级过负荷约1.5%, 一般汽温降低至某一规定值要减负荷，防止蒸汽流量过大。 ③汽温降低为维持同一负荷,蒸汽流量增加,要使蒸汽从各级叶片中通过,叶片反动度要增加,引起转子轴向推力加大,因此低汽温时应加强对轴向位移、推力瓦温的监视。 ④汽温降低,汽轮机后几级蒸汽湿度增加,加剧了湿蒸汽对后几级叶片的冲蚀,缩短叶片的使用寿命。 ⑤汽温降低要注意下降速度不能过快，汽温突降将引起机组各金属部件温差增大，热 应力上升，因温降产生的温差会使金属承受拉伸应力，其允许值比压缩应力小，且差胀向
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电厂汽轮机运行优化措施探讨 随着社会经济的发展，电力企业自身的规模和效益也在不断发生着变化，这就意味著电力企业将会因此而迎来更多的经济和社会利益空间。所以，企业在发电过程中虽然有所损耗，但也能在控制损耗的过程中提升效率。 标签：电厂汽轮机；运行优化；措施 一、电厂汽轮机运行能耗分析 （一）汽轮机的配气方式 目前我厂汽轮机的配汽和运行方式：主汽门和调门各自均有独立的执行机构和调节回路，高压调节阀有两种控制方式，第一为单阀控制，所有高压调节阀同时同行程开关，节流调节全周进汽，有利于对汽轮机进行暖机。规定机组每次冷态、温态启动后，单阀状态下运行24小时，以减少固体粒子的腐蚀。第二为顺序阀控制，高压调门按一定顺序依次开启，节流损失少，效率高。两种方式可无扰切换。 （二）汽轮机启动与停止产生的耗损 汽轮机的启动与停止简单来说就是汽轮机转子应力变化。汽轮机运行时，转子表明的蒸汽参数会发生升降变化，促使转子内部的温度不稳定，当转子长时间在这种状况下工作，若是没有合理有效地处理好参数，那么汽轮机启动与停止中产生的损耗就很大，进而导致汽轮机运行效率下降，使用寿命缩短。 （三）汽轮机组运行损耗 在电厂生产运行中，汽轮机的主要作用就是为能量转化提供动力支持。汽轮机运行复杂，汽配方式也较为复杂，进而导致汽轮机组运行能耗较大。汽轮机组中的汽阀表现较为明显，而汽阀的调节主要分为两种，一种是单阀调节，另一种是顺序阀调节，其中单阀调节就是指直接利用汽轮机表面蒸汽参数进行控制，而顺序阀调节是指利用喷嘴对蒸汽阀门开关进行控制。在汽轮机运行中汽阀压力很大，喷嘴室、外缸非常容易发生变形，密封性降低等情况都会导致汽轮机运行能耗增加。 （四）汽轮机空冷凝汽器损耗 汽轮机中的空冷凝汽器直接影响着汽轮机的热传递效率，若是空气冷凝器出现问题就必定会降低热效率，进而导致整个汽轮机热传递效率被降低。另外，影响热传递效率的还有凝结水溶氧因素，若是溶氧发生问题，不仅会影响热传递效率，还会对设备和管道造成氧化腐蚀。在气温低的状况下，空冷凝汽器还容易出现流量不均衡现象，从而造成汽轮机工作效率被降低。
集控运行机组优化运行管理技术措施(120503)
机组优化运行管理技术措施 编制：王毅薛德仁张喜来赵志良吴焕清审核：支国庆 批准：杨邺张忠 北方联合电力临河热电厂
机组优化运行管理技术措施 1、主机运行优化 1.1机组启停阶段 1.1.1机组启动阶段 1.1.1.1恢复待启动机组循环水系统时，如另一台机组运行，则启动初期，循环水系统由运行机组串带。 1.1.1.2恢复待启动机组开式水系统时，如另一台机组运行，则启动初期（接带负荷50MW前），由运行机组循环水系统串带，开式水系统保持静压供水。 1.1.1.3恢复待启动机组闭式水系统时，如另一台机组运行，则启动初期（接带负荷50MW前），由运行机组串带。注意：串带时，注意监视机组闭式水箱水位。 1.1.1.4系统冲洗 系统冲洗阶段，采用采用纯汽泵方式，电泵停转备用。当汽包压力达0.8Mpa 左右时，利用辅汽冲转汽泵。启停机中若电泵运行应尽量减少阀门的节流损失；用调节给水泵转速来调节给水流量和给水压力，以提高效率。并且再循环阀关至10-20%，减小电动给水泵电耗。 锅炉点火前3小时左右，辅汽至汽泵汽源管道暖备至主汽门前。如主汽门、调速汽门严密性差，应暖备至电动主汽门前。 1.1.1.4.1通过凝补泵（除盐水泵）给除氧器上水至 2.0米，放水至凝汽器进行冲洗。 1.1.1.4.2凝汽器放水至-4米高悬浮废水坑。 1.1.1.4.3当凝结水及除氧器出口水含铁量大于1000微克／升时，应采取排放冲洗方式。 1.1.1.4.4当冲洗至凝结水及除氧器出口含铁量小于300微克／升时，启动变频凝结泵，凝结水系统投入运行，采取循环冲洗方式，并投入凝结水精处理装置，使水在凝汽器与除氧器间循环。投入凝结水系统加氨处理设备，控制冲洗水PH 值位9.0－9.3，以形成钝化体系，减少冲洗腐蚀。 1.1.1.4.5当除氧器出口含铁量小于200微克／升时，凝结水系统、低压给水系统冲洗结束。无凝结水精处理装置时，应采用换水方式，冲洗至出水含铁量小于100微克／升。
汽轮机设备及系统安全运行常识参考文本
汽轮机设备及系统安全运行常识参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
汽轮机设备及系统安全运行常识参考文 本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 对于汽轮机组除机组本身外，大部分转动机械是离心 式水泵，如锅炉给水泵、凝结水泵、循环水泵、工业水 泵、热网泵、疏水泵和油泵等。离心式水泵是电厂不可缺 少的重要辅助设备，它的安全经济运行将直接影响发电供 热的安全和经济效益。转动机械运行中应注意以下几点事 项： (I)泵体、电机及周围地面清洁，电机出入口风道无杂 物。 (2)轴承内润滑油合格，油温、油压、油位在规定值范 围内。 (3)搬动对轮轻快，对轮罩完好，牢固无刮碰。水泵盘
根压盖不斜，冷却水畅通，水量合适。 (4)转动机械运行值班人员上岗前，必须经过专业培训，并经上岗考试合格后方可上岗。 (5)转动机械的运行值班人员必须熟悉所管辖的设备的工作原理、设备结构、性能和各种运行参数指标。 (6)值班时工作服要符合要求，不应当有可能被转动机器绞住的部分，穿好绝缘鞋，戴好安全帽。 (7)检查或擦拭设备时，手脚或身体任何部位不能接触设备的转动部分，防止发生机械伤害事件。不允许运行中清扫转动部位的脏物和污垢。 (8)检查水泵盘根时，要侧对着盘根压盖部位，防止介质喷出造成人员伤害。监督无关人员禁止靠近转动的机械。 (9)运行中要把各冷却水管接头进行重点检查，防止松动冷却水喷出进入电动机内，造成电动机短路烧损。
电厂汽轮机运行中节能降耗的对策分析 孙利华
电厂汽轮机运行中节能降耗的对策分析孙利华 发表时间：2018-01-31T12:10:13.450Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：孙利华 [导读] 摘要：汽轮机运行的节能降耗在电厂的降耗管理中的作用重大，要使得汽轮机节能降耗工作能够顺利实施，就要对其影响因素进行研究分析，采取科学合理的解决措施，有效提升电场汽轮机运行的节能降耗。 神华国能（神东电力）郭家湾电厂陕西榆林 719408 摘要：汽轮机运行的节能降耗在电厂的降耗管理中的作用重大，要使得汽轮机节能降耗工作能够顺利实施，就要对其影响因素进行研究分析，采取科学合理的解决措施，有效提升电场汽轮机运行的节能降耗。本文探讨了电厂汽轮机运行中节能降耗的对策。 关键词：电厂；汽轮机运行；节能降耗；对策 在当前社会发展形势下，发展节能经济、绿色经济、环保经济已成为我国现代社会发展的主要内容。为了实现我国经济的可持续发展，在电厂汽轮机运行过程中，就必须做好节能降耗工作，保证凝汽器的真空度，保证汽轮机所需水的温度，做好余烟回收利用，加强管理，进而为电厂的综合效益提供保障。 1汽轮机节能降耗的必要性 汽轮机是电厂生产运行过程中的重要组成部分，同时也是电厂进行能源控制的关键设备。在我国电力系统的发展进程中，通过不断的研究探索，研发了有关汽轮机的节能改造技术，这一技术改造，可有效提高电能的使用效率，减少能耗损失，对电厂在正产运转情况下做到节能降耗有着重要的促进关系，不仅可在极大程度上提升电厂的经济效益，还对电厂实现可持续发展具有积极的促进作用。除此之外，相关研究人员在进行汽轮机节能降耗研究分析时，还提升了汽轮机的使用和维护水平，发挥了汽轮机的作用，提高了生产效益。 2发电厂汽轮机运行能耗问题 2.1汽轮机组能耗高问题 汽轮机是发电厂中的主要动力设备，通过汽轮机实现了电能、动能、热能的转化。通常情况下，汽轮机应配合其他相关设备一起使用才能最大程度发挥其应有的功能。这些相关设备包括：发电机、凝汽器、加热器、泵、锅炉等。而导致汽轮机组能耗高情况出现的原因主要有以下几方面：汽轮机外缸、喷嘴室发生变形；汽轮机轴端汽封部位、隔板汽封部位漏气；汽轮机低压缸出汽边被腐蚀，导致气阀压被损伤；调整汽轮机组时，冷却水温度过高；凝汽器真空度过高；汽轮机实际运行负荷与设计负荷存不相符；运转方式不合理，没有进行优化等。 2.2空冷凝汽器问题 导致空冷凝汽器出现问题的主要原因有以下几方面：受空气中风沙影响，凝汽器中会积累大量沙尘，造成凝汽器翘片管热阻增加，进而对凝汽器传热功能产生严重的影响，阻挡通道；凝汽器位于负风压区域时，风机会吸入部分空气，导致流通受阻；凝结水含溶氧量大时，会降低凝汽器热传效率，并导致管道和相关设备受侵蚀；冬季时，空冷凝汽器容易出现流量不均衡情况，就会对汽轮机的正常运行造成严重影响，从而使得汽轮机运行效率被降低。 2.3冷却塔问题 冷却塔问题主要表现在以下方面：冷却塔喷头堵塞；喷头与喷孔设计部匹配。一旦冷却塔出现上述问题，就会使得冷却塔内部水温升高，进而导致汽轮机排气温度升高，降低其真空度，造成能耗增加。 3电厂汽轮机运行中节能降耗的对策 3.1汽封换型 导致汽轮机组热耗高的一个重要原因是汽轮机的汽缸运行效率低。汽轮机通流间隙是否合理、汽封密封性的优劣直接影响着汽缸的运行效率。部分电厂的梳齿式汽封为结构落后的传统汽封，它的安装间隙较大，密封效果不佳，这将显著降低汽缸的运行效率。因此，选择合理的气封形式，科学调整通流间隙是提高汽轮机缸效率的有效途径。目前，汽轮机最常用的气封类型有七种：梳齿型汽封、侧齿型汽封、刷式汽封、蜂窝型汽封、接触型汽封、DAS型汽封、布莱登汽封。这七种气封类型各有优缺点，采用何种类型应根据具体电厂的实际情况，充分考虑改造效果和设备运行的可靠性。 3.2通流部分节能降耗措施 3.2.1通流部分湿蒸汽冲洗及化学冲洗方法。针对通流部件会出现积垢问题，在此提出两种冲洗方法，湿蒸汽冲洗与化学冲洗方法。在处理通流部分的积垢时，将转子吊出，置于备妥的支架上，首先使用高压水或溶剂进行湿冲洗，之后用刮刀、砂纸等工具手工清除，清除积垢时要叶片的保护。湿蒸汽冲洗是最常使用的清洗措施，它是将清洗装置（减温减压器）产生的饱和蒸汽通入汽轮机，在运转状态下冲洗积垢，积盐被湿蒸汽中凝结水带走而得以清除，对垢层是盐和SiO2混合物的积垢，当溶于水的化合物被冲掉后，不溶于水的SiO2垢层会随之瓦解而被除去。在特殊情况下，当湿蒸汽冲洗不能有效清除硅垢时（湿蒸汽冲洗方法不能彻底清除积垢），可以用化学冲洗，化学冲洗是在冲洗蒸汽的基础上加入化学药品进行冲洗，如加入NaOH溶液。但化学药品会腐蚀通流部分的构件，当时用化学冲洗时，应严格控制添加剂的浓度、温度，并在最后用纯净的湿蒸汽进行二次冲洗以避免残留的化学药剂对叶片产生腐蚀。 3.2.2低压缸排气通道优化节能改造。国产汽轮机低压缸排汽通道普遍存在一定的结构设计缺陷，这就是在排汽通道内部设计安装了7号、8号低压加热器；此外，还安装了大量的支撑钢架和抽汽管道。此种结构既加大了汽轮机低压缸排汽的阻力系数，同时使凝汽器汽侧排汽场的汽流分配严重不均，甚至产生涡流场。这种不合理的结构是致使凝汽器换热效率低、真空低的一个重要原因。针对这一问题，根据Fluent流场模型在通道内部安装排气导流板。 3.3加强汽轮机的运行管理 汽轮机在运行过程中可以采用定—滑—定的运行方式。就是在高负荷区域下，改变通流面积。在低负荷下，使用低水平的定压调节。而在中间负荷区，根据实际情况来加减负荷，使得汽门的开关处于滑压运行状态。为了提高给水温度和投入率，减少加热器端差，应该在高负荷运行时适当提高汽轮机的主汽温度、主汽压力。 3.4汽轮机冷端改造 3.4.1凝汽器改造。针对凝汽器换热效率低的问题，可以采用基于先进三维计算流体力学开发的新型管束布置（可以采用基于流体力学软件优化的管束布置），可以增大管束边界、降低汽侧边界流速、缩短汽流流程、均衡凝结负荷、疏通不凝结气体抽气通道、消除不凝结
和利时优化控制方案6--HOLLiAS APS机组自启停控制系统
机组自启停控制系统APS（Automatic Power Plant Startup and Shutdown System）是机组自动启动和停运的信息控制中心，它按规定好的程序发出各个设备/系统的启动或停运命令，并由以下系统协调完成：协调控制系统（CCS）、模拟量自动调节控制系统（MCS）、锅炉炉膛安全监视系统（FSSS）、汽轮机数字电液调节系统（DEH）、锅炉汽机顺序控制系统（SCS）、给水全程控制系统、燃烧器负荷程控系统及其它控制系统（如ECS电气控制系统、A VR电压自动调节系统等），以最终实现发电机组的自动启动或自动停运。 【概述】 在设计有APS功能的机组时，CCS、MCS、FSSS、DEH等系统均要围绕APS进行设计，协调APS完成机组自启动功能。APS的控制多采用断点控制方式。各断点下设计相关功能组完成特定的功能。 断点方式是将APS启动过程根据既定的控制策略分为若干个系统来完成，每个断点的执行均需人为确认才能开始。采用断点控制方式，各断点既相互联系又相互独立，只要条件满足，各断点均可独立执行，适合火电机组多样的运行方式，符合电厂生产过程的工艺要求。有关APS断点的设置，应根据现场设备的实际情况，满足各常规控制系统的运行要求，从而实现机组的自启停控制，也可满足对各单独运行工况及过程的操作要求。 断点下的各功能组的不是单纯的顺控，而是一个能自动完成一定功能的系统组，功能组具有很强的管理功能，作为中间的连接环节，向下协调有关的控制系统（如MCS）按自启停系统的要求控制相关
的设备，向上尽量减少和APS的接口，成为功能较为独立的一块，这样就减轻了上一级管理级APS的负担，同时也提高了机组的自动化水平。即使在APS不投运的情况下，运行人员仍然可调用该功能组，实现某些可以自动控制自动管理的功能。例如在给水全程自动控制中，APS与MEH、SCS等系统相互协调，自动完成汽泵之间的启动、停止、并泵等功能，以满足全程给水自动控制功能。 【功能】 分为机组启动顺序控制和机组停止顺序控制两组； 实现对各设备系统子组顺控功能组的调度工作； APS控制系统状态控制及显示； 机组APS控制系统设置为按需使用，不投入时不影响机组的正常控制； 采用断点的形式，将机组各种系统按机组启动或停止要求进行分类控制； 具有对系统子组状态的监控功能； 具有一定超驰控制能力，例如断点自动选择以及并行系统的跳步运行； 每个断点顺控组应具有中断及恢复功能。按设备的运行情况选择执行步序； 操作员站上具有根据系统控制逻辑的操作画面及指导。 【逻辑结构】 机组自启停系统可分为三层管理结构：
提高汽轮机性能及运行特性分析
提高汽轮机性能及运行特性分析 发表时间：2018-11-02T21:44:21.237Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：梁柯 [导读] 摘要：汽轮机是能够将蒸汽热能转化成机械能的外燃回转式机械，它的主要运行功能就是对来自锅炉的蒸汽进行处理，使之转化成其他形式的能量。 （呼和浩特热电厂内蒙古呼和浩特 010080） 摘要：汽轮机是能够将蒸汽热能转化成机械能的外燃回转式机械，它的主要运行功能就是对来自锅炉的蒸汽进行处理，使之转化成其他形式的能量。汽轮机在人们日常生产中的应用十分广泛，例如压缩机、船舶螺旋桨等机器的工作都需要汽轮机的驱动。汽轮机常规热力试验和性能监测对电厂生产管理和节能有重要意义，一般通过热力性能的试验可以找到汽轮机热力系统中对机组整体运行性能影响最大且有较大改进空间的环节，基于此，本文作者就哈尔滨有限责任公司制造的CZK350/320-24.2/0.4/566/566型超临界、中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷、采暖供热抽汽式汽轮发电机组进行分析，其中不足之处，希望同行多加指正。 关键词：汽轮机；性能；技术 1高载荷静叶的开发 在相同叶弦长度条件下，高载荷静叶的数量比以往静叶少了约14%，且性能得到提高。由于减少了叶片数量，叶片表面的摩擦损失和产生于叶片后缘的尾流损失减少，使提高行性能得以实现。高负荷静叶的特征是：（1）由于叶片头部大头化，因此叶片上游侧也承担负荷，均衡了叶片整体负荷；（2）利用反映叶片背面喉部下游位置曲率分布的曲线和紊流分析等详细的设计方法，设计出最佳的叶片数量和叶型。另外，在叶片头部的圆化时还考虑到了入射角特性和强度方面。 2高载荷动叶的开发 高载荷动叶和高载荷静叶一样，也是削减了叶片数量、增大了每枚叶片的载荷。高载荷动叶的开发目标是：与以动叶相比，降低约15%的叶片数量。与高载荷静叶一样，叶片数量减少，叶片负荷增大，因此叶片负压侧的流动就易于脱流。尤其是冲动式叶片，由于叶片根部附近的背弧曲率大，此倾向很明显。 因此在开发高负荷动叶时，条件是需将叶片强度控制在允许值以内，重点放在其根部附近的叶型设计上：（1）为了控制脱流和边界层的发展，降低二次流损失，设计出增大叶片后缘附近负荷的后加载叶型；（2）在动叶叶片根部设计阶段中，想通过前置静叶的侧壁损失预测正确的入射角是很困难的，因此采取了将叶片前缘部位椭圆化，增大曲率半径和改善入射角特性等措施。特别是，使用了二维叶片紊流分析技术和规定喉部长度的反问题设计法，以及曲线进行叶型设计。使用这些设计手段，设计出沿叶高方向多个基本截面的叶型，并通过积叠面形成叶片。 3优化反动式叶片的开发 3.1开发背景 本次使用的是呼和浩特热电厂2×350MW供热机组，汽轮机采用哈尔滨有限责任公司制造的CZK350/320-24.2/0.4/566/566型超临界、中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷、采暖供热抽汽式汽轮发电机组。为了进一步提高效率，谋求通过级数、转子直径、反动度等设计参数来优化汽轮机结构，并开发适用于此结构的优化叶型。另一方面，在汽轮机高压级中，叶片长度相对较短，沿叶高方向的边界层和二次流领域所占的比例变大，因此必需考虑到这些流场特性的高性能叶片。根据静叶出口的绝对速度和旋转动叶的周向速度，蒸汽将以相对速度流入动叶。由此可见，此相对速度方向离动叶几何入口角越远，叶型损失也交越大。另外，实际中必须考虑边界层和二次流的影响，故想将动叶相对流入角设计成预想的高精度是困难的。如今，在叶型设计中综合应用了基于实验的强化设计法，反问题设计法和二维紊流分析技术，针对流入角的变化，开发出损失特性变化缓慢的圆头动叶。 3.2强化设计的应用 3.2.1测量特性和信号因子 将叶栅视为系统，利用系统输入与输出的理想关系（通过原点的直线），选择信号因子（输入）和测量特性（输出）。 3.2.2误差因子和控制因子 误差因子是可能阻碍理想功能的因子，进行此研究时，选定流入角作为误差因子，考虑到下面叙述的设计叶型时的几何入角，采用了现实的3种流入角（30°，50°，70°）。另一方面，在此研究中，控制因子是决定叶型的参数，由于数值实验时利用了计算机，从计算机环境和设计期间的观点出发，采用选定与流入角特性和损失特性有密切关系的叶片转向角、前缘曲率半径、节弦比和最大叶片负荷部位这4个参数作为控制因子，分别设定了三种方案。在强化设计中，由流入角特性和损失特性对应于比特性和灵敏度特性。 3.2.3叶型设计 四个控制因子进行叶型设计时，仅用这些控制因子不能完全定义叶型形状。因此需预先根据二维紊流分析，将损失评价反映到叶型设计中。再用反问题设计法移动叶片的最大载荷部位，对叶型进行修正。通过用这种反问题设计法进行修正，已足以确定喉部长度。叶片载荷分布的修正范围仅限最大载荷部位附近。 3.2.4SN比和灵敏度特性 针对9种计算方案，进行二维紊流分析，根据此计算结果在三种情况下4个控制因子（A―D），对SN比和灵敏度平均值的因果图。在此研究中，目标是不公将离散度变小（SN比变大），最终还要开发出损失小的叶片。 3.2.5根据最优条件的研究 按照上述两种最佳条件进行叶型设计时，通过二维紊流分析和损失评价可决定叶型。通过积叠沿叶高方向的多个截面，即形成1枚动叶。同以往叶片相比，最佳叶片的数量减少了约33%。 3.3利用二维叶栅风洞进行性能确认试验 通过二维叶栅风洞中，用5孔探针所进行的逐点测量，计算出能量损失系统数。从此结果中，相当于广泛范围汽流入角，损失特性平坦化，而与以往叶片相比，损失自身也大幅降低。 3.4利用空气透平进行级效率的确认试验 为了确认汽轮机的级效率，针对以往叶片和最佳叶片，时行了模型透平试验。用内置热电偶的5孔探针，沿级的出入口径向，对压
火电机组运行优化指导意见
附件： 中国大唐集团公司 火电机组运行优化指导意见 （试行） 安全生产部 二○一二年九月
目录 1 总则 (1) 2 机组启停方式优化 (2) 3 汽机运行优化 (6) 4.锅炉运行优化 (12) 5 电气设备运行优化 (18) 6 热工控制系统优化 (21) 7 辅助系统方式优化 (23) 8 供热优化 (28) 9 空冷系统运行优化 (29) 10 运行参数优化 (30) 11 负荷经济调度 (31)
前言 为深入贯彻落实集团公司“优化运行、确保安全、降本增效”专项活动部署，充分发挥设备能力，深入挖掘设备潜力，全面优化机组运行方式，降低运行消耗，提高火电机组运行的经济性水平，制定本指导意见。 本指导意见明确了火电机组运行优化的围、容、基本要求、方法以及需要注意的事项等，为运行优化工作提供指导。 本指导意见由中国大唐集团公司安全生产部组织起草。 主要起草单位：大唐国际发电股份。 主要起草人：大唐国际祝宪、博生、德勇、黄俊峰、黄治军、王军、彦鹏、冬、郝晨亮，发电公司利平，分公司董志勇、艾秋菊、马清贵，发电公司满辉、杜俊鸿，分公司陆元湖，发电公司业盛。 本指导意见由中国大唐集团公司安全生产部负责解释。
1 总则 1.1 运行优化是根据机组主、辅机设备运行状况，在与设计值、行业标准值同类型机组标杆值对标的基础上，通过开展性能试验及综合分析，建立一整套科学、合理的运行调整方法和控制程序，使机组始终保持最安全、最经济的运行方式和最佳的参数控制，降低机组运行消耗。 1.2 运行优化必须坚持“保人身、保电网、保设备”基本原则，任何系统、设备、操作的优化方案均不准违反“两措”的要求。 1.3 运行优化要以机组设计值和行业标准值为基础，对每台机组及公用系统开展对标分析、性能试验，全面分析查找影响机组节能降耗的问题；通过加强操作调整、设备治理和改造，实现机组运行指标达到设计值的目标。 1.4 运行优化的主要容包括机组启停过程优化，汽轮机、锅炉、电气、除尘脱硫、燃料输送、热工控制、辅助系统、供热、空冷系统、运行参数、负荷经济调度优化等。各火电企业要结合设备、系统和运行人员积累的宝贵经济调整经验，不断完善优化方案，有针对性地开展运行优化工作，杜绝生搬硬套。 1.5 运行优化要以机组耗差分析系统为参考依据，以绩效考核为保障，深入开展指标竞赛活动，充分调动全体员工的积极性、主动性和创造性，强化全员的节能降耗意识，实现机组参数压红线运行。 1.6 运行优化不是简单的运行方式和参数的调整，而是一
汽轮机的运行和维护
汽轮机的运行和维护 第一节汽轮机正常运行维护 20.1.1 汽轮机正常运行维护工作 1. 各岗位运行人员应认真监盘及操作、调整，随时注意各参数、各仪表的变化，发现情况及时处理及时汇报，并采取措施处理； 2. 操作员、巡检员按要求定时、正确抄表，对各参数进行分析比较，如发现有参数偏离正常值，应查明原因，采取相应的措施，并汇报主值班员或值长；将值班中机组发生的异常及操作情况完整记录在运行日志内，并做好交接班及各项记录； 3. 应定时、定线对设备进行巡回检查。巡检时应带必要的工器具及防护用具，认真做到看、摸、嗅、听，仔细核实各运行及备用设备所处的状况正常与否，发现异常情况应找出原因，采取措施，保证机组正常运行； 4. 发现缺陷，及时联系消缺并做好必要的防范措施，对于有可能影响机组或设备、系统安全、经济运行的缺陷，还应作好记录，做好事故预想，并汇报主值班员、单元长值长； 5. 机组保护必须正常、正确、可靠投入； 6. 按照定期工作制度要求完成设备定期切换、定期试验工作； 7. 经常检查辅助各辅机无异常振动、无异常声音，转机轴承油位、油温正常，油质良好，并及时监督有关人员添加或更换； 8. 配合化学,监督凝结水、给水、炉水、蒸汽、发电机定子冷却水、润滑油、EH油品质； 9. 进入电子间、6kV开关室、380V开关室、网控室，禁止无线通信设备的使用，若有携入者，必须呈关机状态； 10. 在接班前、交班前、巡回检查、工况变化应对设备进行听音检查； 11. 对油系统重点检查，严防漏油着火事故的发生。发现问题及时汇报联系相关部门进行处理，做隔离措施时，应注意不要影响热工信号，必要时，由热工确认、解除可能误动的保护； 12. 经常检查机组运行情况和监视表计指示。当发现表计指示和正常值有差异时，应查明原因。设备出现故障时，应及时联系、汇报，并采取必要措施；备用设备应处于良好的备用状态，联锁在投入位置，备用设备进、出口门应处于相关位置； 13. 异常情况下应特别注意机组运行情况： 1) 负荷急剧变化； 2) 蒸汽参数或真空急剧变化； 3) 汽轮机内部有不正常的声音； 4) 系统发生故障； 5) 自动不能投入时。 14. 设备运行中应严密监视其运行参数和运行状态，检查各运行设备的电流、声音、温度、振动、轴承油位等应正常。除事故处理外，严禁设备超出力运行； 15. 新投入运行或异常运行的设备要加强巡检和监视；
汽轮机经济指标分析
汽轮机经济指标 汽轮机的经济、定义、计算及测试、评价方法讲义 华电瑞能电力中试有限责任公司—周国强 1 工作内容 对于电厂来说，汽轮机组运行的安全性永远是处于首要位置的，因此，汽轮机组的经济性工作，就是在保证机组安全运行的前提下，使机组在更为经济的状况下运行。 汽轮机组的经济性主要涉及到以下五个方面的工作： (1) 确认汽轮机组的真实运行状况 获取机组的运行状况可以通过以下三种方式： ——与现场相关人员交流即通过与现场相关专业的专工、运行人员、检修人员交谈来了解机组的运行状况。 ——查阅相关报表即通过对电厂日报表和月统计报表中相关数据的分析来获取机组的运行状况。 ——对机组进行热力性能测试。 前两种方式是节能监督工作中较为常用的方法，其可使监督人员在较短的时间内了解机组的运行状况。另外，当经济性工作者对机组的运行状况进行初步了解时，前两种方式也是较为有较的手段。 但是对于获取机组的运行状况，最为重要和最为常见的方法是第三种。 通过热力性能试验可以更为全面、更为准确地了解机组真实的运行状况，并可通过对试验数据的分析与比较判断出问题之所在。因此，对汽轮机组进行热力性能测试是确认机组运行状况最为常用的方法。这种性能测试所涉及的工作包括：大修前后的常规热力性能试验、新机组投入运行后所做的启动验收试验，以及针对某一设备故障或缺陷所做的专项试验。 (2) 对汽轮机组运行状况作出评价 在全面了解机组运行状况的基础之上，对汽轮机组的经济运行状况作出评价，这是节能监督工作的重要内容，同时也是编写热力试验报告不可缺少的内容。(3) 找出问题并提出改进措施
在全面了解机组运行状况的基础之上，找出汽轮机组经济运行中存在的问题并提出改进措施，这是汽轮机经济性工作和节能监督工作的一个重点。此项工作对现场机组的经济运行可起到指导作用，是电厂制定节能计划的重要依据。 (4) 节能改造／设备消缺 根据电厂需要和对此项工作涉入程度的不同，此方面工作内容有所不同，包括：编写节能改造的可行性报告、制定改造方案等。 (5) 对大修／改造效果作出评价 通过对大修后／改造后的汽轮机组进行测试，对机组的大修效果作出评价，判定机组改造后是否达到了预期的经济指标。主要涉及到的工作是大修后热力性能试验和改造后鉴定性试验。 2 常用经济指标（定义、计算及测试、评价方法） 首先介绍有关凝汽系统的几个经济指标。 2.1 凝汽器真空度 2.1.1 定义 (1) 真空：指在给定容器内低于当地大气压力的气体状态。 (2) 真空值：容器内部的绝对压力与外界大气压力的差值，叫真空值。 (3) 真空度 因为大气压力随时间和地点的不同而变化，因此用真空值并不能准确地反映凝汽器运行情况，而且也不便于不同电厂之间的比较，所以一般用真空度表示凝汽器真空情况的好坏。 真空度＝（1－Pk／P0）×100% (1) 式中： Pk——凝汽器排汽压力，kPa； P0——标准大气压力，101.325kPa。 2.1.2 测试方法 (1) 仪表 精密真空表和大气压力表，也可利用现场经校验合格的精度为0.5级以上的仪表。 (2) 测试方法
火电机组启动和深度调峰期间 环保达标排放的运行优化措施
火电机组启动和深度调峰期间环保达标排放的运行优化措施摘要：环保设施中，基于设备工作原理及特性，脱硫和除尘器系统均可实现随 机启停，能够保证并网后二氧化硫和烟尘的达标排放。但是，脱硝系统的投运受SCR区入口烟气温度限制，不能随机启动，运行中因负荷低被迫多次退出，造成 氮氧化物超标而被环保考核或不能获得环保补偿电价，因此确保氮氧化物达标排 放是环保达标的木桶短板，及时、合理投入脱硝装置是保证氮氧化物达标排放的 主要因素，也是保证机组环保达标排放的关键。 关键词：火电机组；环保；脱硝；运行优化。 Operational optimization measures for environmentally-friendly discharge during start-up and deep peak shaving of thermal power units Jianzhong Liu Qingtongxia Aluminium Power Generation Co.，Ltd.；Qingtongxia，Wuzhong，Ningxia；751600 ABSTRACT：In the environmental protection facilities，based on the working principle and characteristics of the equipment，the desulfurization and dust collector systems can achieve random start and stop，which can ensure the emission of sulfur dioxide and soot after the grid connection.However，the operation of the denitration system is limited by the inlet flue gas temperature in the SCR，and it cannot be started randomly.During the operation，it is forced to exit several times due to low load，resulting in excessive nitrogen oxides and being environmentally assessed or unable to obtain environmental compensation electricity price.Therefore，to ensure the nitrogen oxide discharge is the environmental protection standard of wooden barrel short board.The timely and reasonable input of denitration device is the main factor to ensure the emission of nitrogen oxides，and it is also the key to ensure the environmental protection of the unit. KEY WORD：Thermal Power Unit；environmental protection；desulfurization；operation optimization. 1 问题研究及优化策略 1.1 问题研究 目前，很多煤电企业通过设备改造以适应深度调峰和机组启停期间的环保考核，尚未从运行优化调整方面进行深入探讨和试验，设备改造不但投资成本较高，而且不一定达到预期效果，且又增加了系统的复杂程度和运行操作的难度。因此，我们提出：立足现有生产设备，深入挖潜、合理利用环保政策、硫酸氢氨、锅炉 和环保设施的特性，通过开展设备综合治理、锅炉燃烧调整试验、喷氨优化试验 等工作，从运行优化调整方面确定合理方案，实现准确控制喷氨量，减少氨逃逸 和氨消耗量，全负荷环保达标排放，从而低成本解决机组全负荷达标排放的问题。 1.2 优化策略 1.2.1机组启停： 锅炉不能产生爆燃等隐患；减少受热面吸热和快速增加负荷提高脱硝装置入 口烟气温度，尽快投运脱硝装置；充分利用环保考核值采用小时均值。 1.2.2深度调峰： 减少炉膛出口氮氧化物浓度；维持烟气温度，保证脱硝装置正常运行。 2 控制措施 2.1 启动过程中优化措施
浅谈提高汽轮机性能及运行特性分析研究
浅谈提高汽轮机性能及运行特性分析研究 发表时间：2019-03-25T16:03:20.293Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：纪震[导读] 摘要：汽轮机是能够将蒸汽热能转化成机械能的外燃回转式机械，它的主要运行功能就是对来自锅炉的蒸汽进行处理，使之转化成其他形式的能量。 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨 150001 摘要：汽轮机是能够将蒸汽热能转化成机械能的外燃回转式机械，它的主要运行功能就是对来自锅炉的蒸汽进行处理，使之转化成其他形式的能量。汽轮机在人们日常生产中的应用十分广泛，例如压缩机、船舶螺旋桨等机器的工作都需要汽轮机的驱动。汽轮机常规热力试验和性能监测对电厂生产管理和节能有重要意义，一般通过热力性能的试验可以找到汽轮机热力系统中对机组整体运行性能影响最大且 有较大改进空间的环节，本文就应用于实机的各种提高性能的技术中，摘出与叶片开发有关的技术，尤以高载荷静叶的开发，并详细介绍了优化反动式叶片的开发，从而对汽轮机性能控制进行总结，其中不足之处，希望予以指正。关键词：汽轮机；性能；运行特性一、高载荷静叶的开发 在相同叶弦长度条件下，高载荷静叶的数量比以往静叶少了约14%，且性能得到提高。由于减少了叶片数量，叶片表面的摩擦损失和产生于叶片后缘的尾流损失减少，使提高行性能得以实现。高负荷静叶的特征是：（1）由于叶片头部大头化，因此叶片上游侧也承担负荷，均衡了叶片整体负荷；（2）利用反映叶片背面喉部下游位置曲率分布的曲线和紊流分析等详细的设计方法，设计出最佳的叶片数量和叶型。另外，在叶片头部的圆化时还考虑到了入射角特性和强度方面。 二、高载荷动叶的开发 高载荷动叶和高载荷静叶一样，也是削减了叶片数量、增大了每枚叶片的载荷。高载荷动叶的开发目标是：与以动叶相比，降低约15%的叶片数量。与高载荷静叶一样，叶片数量减少，叶片负荷增大，因此叶片负压侧的流动就易于脱流。尤其是冲动式叶片，由于叶片根部附近的背弧曲率大，此倾向很明显。因此在开发高负荷动叶时，条件是需将叶片强度控制在允许值以内，重点放在其根部附近的叶型设计上：（1）为了控制脱流和边界层的发展，降低二次流损失，设计出增大叶片后缘附近负荷的后加载叶型；（2）在动叶叶片根部设计阶段中，想通过前置静叶的侧壁损失预测正确的入射角是很困难的，因此采取了将叶片前缘部位椭圆化，增大曲率半径和改善入射角特性等措施。特别是，使用了二维叶片紊流分析技术和规定喉部长度的反问题设计法，以及曲线进行叶型设计。使用这些设计手段，设计出沿叶高方向多个基本截面的叶型，并通过积叠面形成叶片。 三、优化反动式叶片的开发 1、开发背景 为了进一步提高效率，谋求通过级数、转子直径、反动度等设计参数来优化汽轮机结构，并开发适用于此结构的优化叶型。另一方面，在汽轮机高压级中，叶片长度相对较短，沿叶高方向的边界层和二次流领域所占的比例变大，因此必需考虑到这些流场特性的高性能叶片。根据静叶出口的绝对速度和旋转动叶的周向速度，蒸汽将以相对速度流入动叶。由此可见，此相对速度方向离动叶几何入口角越远，叶型损失也交越大。另外，实际中必须考虑边界层和二次流的影响，故想将动叶相对流入角设计成预想的高精度是困难的。如今，在叶型设计中综合应用了基于实验的强化设计法，反问题设计法和二维紊流分析技术，针对流入角的变化，开发出损失特性变化缓慢的圆头动叶。 2、强化设计的应用 （1）测量特性和信号因子将叶栅视为系统，利用系统输入与输出的理想关系（通过原点的直线），选择信号因子（输入）和测量特性（输出）。（2）误差因子和控制因子误差因子是可能阻碍理想功能的因子，进行此研究时，选定流入角作为误差因子，考虑到下面叙述的设计叶型时的几何入角，采用了现实的3种流入角（30°，50°，70°）。另一方面，在此研究中，控制因子是决定叶型的参数，由于数值实验时利用了计算机，从计算机环境和设计期间的观点出发，采用选定与流入角特性和损失特性有密切关系的叶片转向角、前缘曲率半径、节弦比和最大叶片负荷部位这4个参数作为控制因子，分别设定了三种方案。在强化设计中，由流入角特性和损失特性对应于比特性和灵敏度特性。（3）叶型设计 四个控制因子进行叶型设计时，仅用这些控制因子不能完全定义叶型形状。因此需预先根据二维紊流分析，将损失评价反映到叶型设计中。再用反问题设计法移动叶片的最大载荷部位，对叶型进行修正。通过用这种反问题设计法进行修正，已足以确定喉部长度。叶片载荷分布的修正范围仅限最大载荷部位附近。（4）根据最优条件的研究按照上述两种最佳条件进行叶型设计时，通过二维紊流分析和损失评价可决定叶型。通过积叠沿叶高方向的多个截面，即形成1枚动叶。同以往叶片相比，最佳叶片的数量减少了约33%。 3、利用二维叶栅风洞进行性能确认试验通过二维叶栅风洞中，用5孔探针所进行的逐点测量，计算出能量损失系统数。从此结果中，相当于广泛范围汽流入角，损失特性平坦化，而与以往叶片相比，损失自身也大幅降低。 4、利用空气透平进行级效率的确认试验为了确认汽轮机的级效率，针对以往叶片和最佳叶片，时行了模型透平试验。用内置热电偶的5孔探针，沿级的出入口径向，对压力、温度和流角进行了逐点测量。然后根据流量孔扳的测量、测功器的出力和探针测量计算出级效率。以顶部的汽封结构也不一样。与以往动叶片相比，效率提高了1.5%。经确认：由于动叶顶部反动度与密封结构的不同，考虑到漏流影响的话，叶片自身的效率可提高3%。此优化反动叶片已应用于实机。 四、汽轮机的控制方式研究