油質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)談汽輪機運行中的維護(hù)常識

 

 

汽輪機正常運行中的維護(hù)，是保護(hù)汽輪機的安全與經(jīng)濟(jì)運行的重要環(huán)節(jié)之一。汽輪機的維護(hù)是汽輪機運行人員的職責(zé)，勤于檢查分析情況，防止事故發(fā)生，并盡可能提高運行的經(jīng)濟(jì)性。

 

一、汽輪機運行人員基本工作

 

配備必要的操作、維護(hù)人員后必須進(jìn)行專門訓(xùn)練，務(wù)必使他們熟悉機組的結(jié)構(gòu)、運轉(zhuǎn)特性和操作要領(lǐng)。運行人員的基本工作有以下幾個方面：

 

1、通過監(jiān)盤，定時抄表(一般每小時抄錄一次或按特殊規(guī)定時間抄錄)，對各種表計的指示進(jìn)行觀察，對比、分析，并做必要的調(diào)整，保持各項數(shù)值在允許變化范圍內(nèi)。

 

2、定時巡回檢查各設(shè)備、系統(tǒng)的嚴(yán)密性，各轉(zhuǎn)動設(shè)備(泵、風(fēng)機)的電流，出口壓力，軸承溫度，潤滑油量、油質(zhì)及汽輪機振動狀況，各種信號顯示、自動調(diào)節(jié)裝置的工作，調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作是否平穩(wěn)和靈活，各設(shè)備系統(tǒng)就地表計指示是否正常。保持所管轄區(qū)域的環(huán)境清潔，設(shè)備系統(tǒng)清潔完整。

 

3、按運行規(guī)程的規(guī)定或臨時措施，做好保護(hù)裝置和輔助設(shè)備的定期試驗和切換工作，保證它們安全，可靠地處于備用狀態(tài)。

 

4、除了每小時認(rèn)真清晰地抄錄運行記錄表外，還必須填寫好運行交接班日志，全面詳細(xì)地記錄8h值班中出現(xiàn)的問題。

 

二、汽輪機運行監(jiān)視

 

在汽輪機運行中，操作人員應(yīng)對汽輪機本體、凝汽系統(tǒng)和油系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)視。主要監(jiān)視的項目有：新汽壓力和溫度、真空(或排汽壓力)、段壓力、機組振動、轉(zhuǎn)子軸向位移、汽缸熱膨脹、機組的異聲、凝汽器的蒸汽負(fù)荷、循環(huán)水的進(jìn)口溫度及水量、真空系統(tǒng)的密閉程度、油壓、油溫、油箱油位、油質(zhì)和油冷卻器進(jìn)出口水溫等。特別是對各項的變化趨勢進(jìn)行檢查和記錄，這對防止事故發(fā)生、查明事故原因和研究處理措施都是很必要的。

 

1、監(jiān)視段壓力檢查

 

在汽輪機中，汽輪機第一級后壓力與通過汽輪機蒸汽流量近似成正比，如因結(jié)垢使流通面積小于設(shè)計值，欲維持相同的蒸汽流量或功率，則第一級后壓力與流通面積減小的程度成比例地增加。汽輪機運行中，監(jiān)視功率相同時汽輪機第一級后壓力的變化可判斷通流部分結(jié)垢的的程度，通常把第一級后壓力稱為監(jiān)視段壓力。

 

如果在同一負(fù)荷下(汽輪機的初、終參數(shù)相同)、監(jiān)視段壓力升高，這說明該監(jiān)視段以后的通流面積減小，通流部分有可能結(jié)垢，有時由于某些金屬零件碎裂或機械雜物侵入，堵塞了通流部分，或是由于葉片損壞變形等引起。臨時停用加熱器時，若主蒸汽流量不變，也將引起監(jiān)視段壓力升高。通過對監(jiān)視段壓力變化的觀察分析，還可以判斷通流部分的蒸汽流量是否過大(避免某些級過負(fù)荷)，可以及時地把負(fù)荷減小到監(jiān)視段壓力允許的數(shù)值，或把某些級的壓差降低到允許的數(shù)值范圍內(nèi)，以防止機組內(nèi)的零部件被超壓破壞。對于監(jiān)視段壓力，不僅要監(jiān)督其絕對值的變化，還要監(jiān)督各級段之間的壓力差是否超過標(biāo)準(zhǔn)值，防止某個級段的壓差超過標(biāo)準(zhǔn)值而引起該級段的隔板和動葉工作應(yīng)力增大，造成設(shè)備損壞。

 

一般情況下，每周或每旬記錄一次監(jiān)視段壓力，并與大修后記錄的標(biāo)準(zhǔn)值比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超過標(biāo)準(zhǔn)值1.5%-2%以上時，應(yīng)當(dāng)每天都進(jìn)行一次記錄和核對(應(yīng)先校驗壓力表，確認(rèn)其無誤)，如發(fā)現(xiàn)超過標(biāo)準(zhǔn)值的5%(反動式機組不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)值的3%)，應(yīng)當(dāng)采取限制措施。如果分析后認(rèn)為是由于通流部分結(jié)垢引起的，應(yīng)進(jìn)行清洗，如果是由于通流部分損壞引起的，應(yīng)當(dāng)及時申請停機修復(fù)，暫時不能停機修復(fù)時，應(yīng)把機組負(fù)荷限制到與監(jiān)視段壓力相應(yīng)的允許范圍內(nèi)，以保證機組安全運行。

 

 

2、初參數(shù)與終參數(shù)監(jiān)視

 

在汽輪機運行中，初終汽壓、汽溫、主蒸汽流量等參數(shù)都等于設(shè)計參數(shù)時，這種運行工況稱為設(shè)計工況，此時的效率最高。在實際運行中，很難使參數(shù)嚴(yán)格地保持設(shè)計值，這時進(jìn)入汽輪機的蒸汽參數(shù)、流量和凝汽器真空的變化，將引起各級的壓力、溫度、焓降、反動度及軸向推力等發(fā)生變化。這不僅影響汽輪機運行的經(jīng)濟(jì)性，還將影響汽輪機運行的安全性。所以在日常運行中，應(yīng)該認(rèn)真監(jiān)督汽輪機初、終參數(shù)的變化。

 

(1)主蒸汽壓力升高

 

當(dāng)主蒸汽溫度和凝汽器真空不變，而主蒸汽壓力升高時大，即使機組調(diào)運汽閥的總開度不變，主蒸汽流量也將增加，機組負(fù)荷則增大，這對運行的經(jīng)濟(jì)性有利。但如果主蒸汽壓力升高超出規(guī)定范圍時，將會直接威脅機組的安全運行。因此在機組運行規(guī)程中有明確規(guī)定，不允許在主蒸汽壓力超過極限數(shù)值時運行。

 

主蒸汽壓力過高有如下危害：

 

主蒸汽壓力升高時，要維持負(fù)荷不變，需減小調(diào)速汽閥的總開度，但這只能通過關(guān)小末全開的調(diào)速汽閥來實現(xiàn)。在關(guān)小到第一調(diào)速汽閥全開，而第二調(diào)速汽閥將要開啟時，蒸汽在調(diào)節(jié)級的焓降最大，會引起調(diào)節(jié)級動葉片過負(fù)荷，甚至可能被損傷。

 

未級葉片可能過負(fù)荷。主蒸汽壓力升高后，由于蒸汽比容減小，即使調(diào)速汽閥開度不變，主蒸汽流量也要增加，再加上蒸汽的總焓降增大，將使末級葉片過負(fù)荷，所以，這時要注意控制機組負(fù)荷。

 

主蒸汽溫度不變，只是主蒸汽壓力升高，將使末幾級的蒸汽濕度變大，機組末幾級的動葉片被水滴體刷加重。承壓部件和緊固部件的內(nèi)應(yīng)力會加大。主蒸汽壓力升高后，主蒸汽管道、自動主汽閥及調(diào)速汽閥室、汽缸、法蘭、螺栓等部件的內(nèi)應(yīng)力都將增加，這會縮短其使用壽命，甚至造成這些部件變形或受到損傷。

 

由于主蒸汽壓力升高會帶來許多危害，所以當(dāng)主蒸汽壓力超過允許的變化范圍時，不允許在此壓力下繼續(xù)運行。若主蒸汽壓力超過規(guī)定值，應(yīng)及時聯(lián)系鍋爐值班員，使它盡快恢復(fù)到正常范圍;當(dāng)鍋爐調(diào)整無效時，應(yīng)利用電動主閘閥節(jié)流降壓。如果采用上述降壓措施后仍無效，主蒸汽壓力仍繼續(xù)升高，應(yīng)立即打閘停機。

 

(2)主蒸汽壓力下降

 

主蒸汽壓力降低時，主蒸汽流量也要減少，機組負(fù)荷降低;若汽壓降低過多時，機組將帶不到滿負(fù)荷，運行經(jīng)濟(jì)性降低，對機組運行的安全性沒有不利影響。如果主蒸汽壓力降低后，機組仍要維持額定負(fù)荷不變，就要開大調(diào)速汽閥增加主蒸汽流量，這將會使汽輪機未幾級特別是最末級葉片過負(fù)荷，影響機組安全運行。當(dāng)主蒸汽壓力下降超過允許值時，應(yīng)盡快聯(lián)系鍋爐值班員恢復(fù)汽壓;當(dāng)汽壓降低至最低限度時，應(yīng)采用降低負(fù)荷和減少進(jìn)汽量的方法來恢復(fù)汽壓至正常，但要考慮滿足抽汽供熱汽壓和除氧器用汽壓力，不要使機組負(fù)荷降得過低。

 

(3)主蒸汽溫度升高

 

在實際運行中，主蒸汽溫度變化的可能性較大，主蒸汽溫度變化對機組安全性、經(jīng)濟(jì)性的影響比主蒸汽壓力變化時的影響更為嚴(yán)重，所以，對主蒸汽溫度的監(jiān)督要特別重視。對于高溫高壓機組，通常只允許主蒸汽溫度比額定溫度高5℃左右。當(dāng)主蒸汽溫度升高時，主蒸汽在汽輪機內(nèi)的總焓降、汽輪機的相對內(nèi)效率和熱力系統(tǒng)的循環(huán)熱效率郡有所提高，熱耗降低，使運行經(jīng)濟(jì)效益提高，但是主蒸汽溫度升高超過允許值時，對設(shè)備的安全十分有害。

 

主蒸汽溫度升高的危害如下：

 

調(diào)節(jié)級葉片可能過負(fù)荷。主蒸汽溫度升高時，首先調(diào)節(jié)級的焓降要增加，在負(fù)荷不變的情況下，尤其當(dāng)調(diào)速汽閥中，僅有第一調(diào)速汽閥全開，其他調(diào)速汽閥關(guān)閉的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)級葉片將發(fā)生過負(fù)荷。

 

金屬材料的機械強度降低，蠕變速度加快。主蒸汽溫度過高時，主蒸汽管道、自動主汽閥、調(diào)速汽閥、汽缸和調(diào)節(jié)級進(jìn)汽室等高溫金屬部件的機械強度將會降低，蠕變速度加快。汽缸、汽閥、高壓軸封緊固件等易發(fā)生松弛，將導(dǎo)致設(shè)備損壞或使用壽命縮短。若溫度的變化幅度大、次數(shù)頻繁，這些高溫部件會因交變熱應(yīng)力而疲勞損傷，產(chǎn)生裂紋損壞。這些現(xiàn)象隨著高溫下工作時間的增長，損壞速度加快。

 

機組可能發(fā)生振動。汽溫過高，會引起各受熱金屬部件的熱變形和熱膨脹加大，若膨脹受阻，則機組可能發(fā)生振動。

 

在機組的運行規(guī)程中，對主蒸汽溫度的極限值及在某一超溫條件下允許工作的小時數(shù)，都應(yīng)作出嚴(yán)格的規(guī)定。一般的處理原則是：當(dāng)主蒸汽溫度超過規(guī)定范圍時，應(yīng)聯(lián)系鍋爐值班員盡快調(diào)整、降溫，汽輪機值班員應(yīng)加強全面監(jiān)視檢查，若汽溫尚在汽缸材料允許的最高使用溫度以下時，允許短時間運行，超過規(guī)定運行時間后，應(yīng)打閘停機，若汽溫超過汽缸材料允許的最高使用溫度，應(yīng)立即打閘停機。

 

(4)主蒸汽溫度降低

 

當(dāng)主蒸汽壓力和凝汽器真空不變，主蒸汽溫度降低時，若要維持額定負(fù)荷，必須開大調(diào)速汽閥的開度，增加主蒸汽的進(jìn)汽量。主蒸汽溫度降低時，不但影響機組運行的經(jīng)濟(jì)性，也威脅著機組的運行安全。

 

其主要危害是：

 

①末級葉片可能過負(fù)荷。因為主蒸汽溫度降低后，為維持額定負(fù)荷不變，則主蒸汽流量要增加，末級恰降增大，末級葉片可能處于過負(fù)荷狀態(tài)。

 

②末幾級葉片的蒸汽濕度增大。主蒸汽的壓力不變，溫度降低時，未幾級葉片的蒸汽濕度將要增加，這樣除了會增大末幾級動葉的濕汽損失外，同時還將加劇末幾級動葉片的水滴沖蝕，縮短葉片的使用壽命。

 

③各級反動度增加。由于主蒸汽溫度降低，則各級的反動度增加，轉(zhuǎn)子的軸向推力明顯增大，推力瓦塊溫度升高，機組運行的安全可靠性降低。

 

④高溫部件將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。若主蒸汽溫度快速下降較多時，自動主汽閥外殼、調(diào)節(jié)級、汽缸等高溫部件的內(nèi)壁溫度會急劇下降而產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，嚴(yán)重時可能使金屬部件產(chǎn)生裂紋或使機內(nèi)動、靜部分造成磨損事故，當(dāng)主蒸汽溫度降至極限值時，應(yīng)打閘停機。

 

⑤造成沖擊。當(dāng)主蒸汽溫度急劇下降50℃以上時，往往是發(fā)生水沖擊事故的先兆，汽輪機值班員必須密切注意;當(dāng)主蒸汽溫度還繼續(xù)下降時，為確保機組安全，應(yīng)立即打閘停機。

 

⑥主蒸汽溫度降低時，必須嚴(yán)密監(jiān)視和果斷處理。當(dāng)主蒸汽溫度降低到超過允許的變動范圍時，應(yīng)及時調(diào)整、恢復(fù)汽溫。

 

(5)凝汽器真空降低

 

當(dāng)凝汽器真空降低(即汽輪機排汽壓力升高)時，排汽溫度升高，這不但影響機組的運行經(jīng)濟(jì)性，對機組的安全運行也有較大的影響。

 

主要表現(xiàn)有：

 

①汽輪機的排汽壓力升高時，排汽溫度升高，被循環(huán)水帶走的熱量增多，蒸汽在凝汽器中的冷源損失增大，機組的熱效率明顯下降。另外，凝汽器真空降低時，機組的出力也將減少，甚至帶不上額定負(fù)荷。

 

②當(dāng)凝汽器真空降低時，要維持機組負(fù)荷不變，需增加主蒸汽流量，這時末級葉片可能超負(fù)荷。對沖動式純凝汽式機組，真空降低時，若要維持負(fù)荷不變，則機組的軸向推力將增大，推力瓦塊溫度升高，嚴(yán)重時可能燒損推力瓦塊。

 

③當(dāng)凝汽器真空降低使汽輪機排汽溫度升高較多時，將使排汽缸及低壓軸承等部件受熱膨脹，機組變形不均勻，這將引起機組中心偏移，可能發(fā)生振動。

 

當(dāng)凝汽器真空降低，排汽溫度過高時，可能引起凝汽器銅管的脹口松弛，破壞凝汽器的嚴(yán)密性。

 

④當(dāng)主蒸汽壓力和溫度不變，凝汽器真空升高時，排汽溫度降低，被循環(huán)水帶走的熱量損失減少，機組運行的經(jīng)濟(jì)性提高，如要維持較高的真空，在進(jìn)入凝汽器的循環(huán)水溫度相同的情況下，就必須增加循環(huán)水量，這時循環(huán)水泵就要消耗更多的電量。汽輪機末幾級的蒸汽濕度增加，使末幾級葉片的濕汽損失增加，加劇了蒸汽對動葉片的沖蝕作用，縮短了葉片的使用壽命。因此，凝汽器真空升高過多，對汽輪機運行的經(jīng)濟(jì)性和安全性都是不利的。

 

3、凝汽器的運行監(jiān)視

 

汽輪機凝汽器的作用是保證汽輪機排汽部分具有良好的真空，使蒸汽盡可能膨脹做功直到較低壓力。加強對凝汽器運行中的檢查和維護(hù)，是保證凝汽器安全運行的有效手段。凝汽器常見的不正常狀態(tài)有：

 

(1)凝汽器真空惡化

 

在運行中，凝汽器真空下降的原因有：①汽輪機低壓軸封中斷或真空系統(tǒng)管道破裂;②凝汽器內(nèi)凝結(jié)水位升高，淹沒了抽氣器入口空氣管口;③冷卻水流速過低而在凝氣器冷卻水出口管上部形成氣囊，阻止冷卻水的排出;④冷卻水不足或水溫上升過高;⑤循環(huán)水中斷;⑥抽氣器噴嘴被堵塞或疏水排出器失靈。

 

凝汽器真空惡化的判斷方法：

 

①冷卻水入口溫度：冷卻水入口溫度越低，則凝汽器出口冷卻水溫度越低，因此排汽溫度也越低，凝汽器內(nèi)的真空度就越高。

 

②傳熱端差：當(dāng)凝汽器冷卻表面臟污時，管壁隨著污垢和有機物的增長而加厚，影響了汽輪機排汽與冷卻水的熱交換，也使凝汽器端差增加。真空系統(tǒng)不嚴(yán)密或抽氣器工作失常，也會使凝汽器內(nèi)空氣量增多，在冷卻表面上將形成空氣膜，影響熱交換的進(jìn)行，使傳熱端差增大，凝汽器真空變壞。若凝汽器內(nèi)的部分冷卻水管被堵塞，則相當(dāng)于減少了凝汽器的傳熱面積，也會使傳熱端差增大。凝汽器在運行中傳熱端差的數(shù)值越小，表明其運行情況越好。要保證凝汽器內(nèi)有良好的真空。在蒸汽負(fù)荷、冷卻水溫、冷卻水量一定的條件下，必須保持冷卻表面的清潔和保證蒸汽空間不積存空氣。否則必須進(jìn)行凝汽器清洗或檢查消除真空系統(tǒng)的漏氣點。

 

③冷卻水量：當(dāng)冷卻水量減少，冷卻水流速降低時，冷卻水吸熱量將增加，溫升升高，汽輪機排汽溫度也隨著升高，因而凝汽器內(nèi)真空降低。

 

(2)凝汽器真空系統(tǒng)嚴(yán)密性的檢查

 

為了監(jiān)視凝汽設(shè)備在運行中真空系統(tǒng)的嚴(yán)密程度，要定期做真空嚴(yán)密性試驗，其試驗是在汽輪機額定負(fù)荷的1/2或額定容量下進(jìn)行的。試驗前必須確定抽氣器空氣閥是否嚴(yán)密。緩慢關(guān)閉主抽氣器的空氣閥，在操作過程同時嚴(yán)密監(jiān)視凝汽器的真空變化情況。若在關(guān)閉過程中凝汽器內(nèi)真空下降較大，則應(yīng)立即停止試驗，恢復(fù)至運行狀態(tài)，并尋找原因。當(dāng)抽氣器空氣閥關(guān)閉穩(wěn)定lmin后，再開始記錄凝汽器內(nèi)真空值下降速度。一般試驗3~5min，平均每分鐘下降3mmHg真空值為良好，5mmHg真空值為合格，5mmHg以上真空值為不合格。

 

(3)凝汽器管子的振動

 

整個凝汽器的振動，往往是由于汽輪機或某些其他部件的振動，或因蒸汽對冷卻水管的沖擊等原因引起的。蒸汽流過管子時會產(chǎn)生周期性的沖擊作用，尤其當(dāng)排汽內(nèi)含有水滴時，其沖擊作用就更大了，將引起頂部的兩三排冷卻水管的振動加劇。管子振動會使管于穿過凝汽器中間隔板的部分被磨損，有時還會引起管壁破裂，甚至使管子斷裂，而斷裂部位往往是在靠近管損或中間隔板的位置，而且斷裂面很光、很平。

 

為了減輕管子的振動，應(yīng)在運行中加強監(jiān)視，避開振動負(fù)荷。要采取措施對設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，也可將冷卻水管更換為厚壁管，或者凝汽器內(nèi)添裝中間隔板，也可用木條或銅片在適當(dāng)?shù)奈恢蒙习压茏有ㄗ　?/div>

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