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TPM影响汽轮机热效率的因素

来源/作者:TPM咨询服务中心 丨 发布时间:2017-10-24 丨 浏览次数:

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  汽轮机热效率提高
  
  电力使用的便捷性,使得它成为人们生产生活中必不可少的能源。随着我国经济的不断发展,各行各业对电力的需求也越来越大,而一个国家电力行业发展的水平,在某种程度上可以反映一个国家发展的程度。由于通过常规燃料的燃烧产生蒸汽以推动汽轮机运转来发电,技术应用比较简单、可操作性强、运行比较稳定,因此我国电力的来源中,常规的火力发电厂占了很大的比例。虽然我国目前也建了几座核能发电站,但它的发电原理仍然是依靠核燃料产生蒸汽以驱动汽轮机运转来发电的,只是产生蒸汽的方式不一样。由于我国常规火力发电产的发电量占总发电量的比例较大,消耗了大量的燃煤等化石原料,而这些化石燃料又是不可再生资源,因此,想办法提高汽轮机的热效率是一个十分重要的课题。本文分析了影响汽轮机热效率提高的几个因素,并针对这些因素提出了几个提高汽轮机热效率的方法。
  
  1 影响汽轮机热效率的因素
  
  1.1安装因素对汽轮机热效率的影响
  
  汽轮机是以蒸汽为动力来实现运转的,因此汽轮机在将蒸汽能量转化为动力的过程中会出现多种形式的能量损失,主要的有以下几种:蒸汽在推动汽轮机叶片转动的过程中损失的能量,蒸汽离开叶片时损失的能量,蒸汽与汽轮机摩擦损失的能量,由于汽轮机零部件安装不合理导致蒸汽泄露损失的能量等。这些能量的损失严重影响到汽轮机的运行效率。影响汽轮机热效率提高的因素有多种,其中安装因素占了很大的一部分,主要包括:汽轮机各个零件间的间隙,汽轮机控制系统的性能,控制汽轮机运行的各个系统间的配合,汽轮机中汽缸的保温效果,操纵汽轮机运行的操作人员的能力等。在影响汽轮机热效率提高的各个因素中,汽缸效率的高低是由安装人员的安装质量来决定的。
 
汽轮机热效率
汽轮机热效率
汽轮机热效率
  
  对于汽轮机的主体安装来说,要提高汽轮机的热效率主要是控制好隔板汽封的安装间隙,保证汽缸连接部分的间隙合理,充分考虑汽封的膨胀因素,隔板与各配合面的连接情况等。为了提高汽缸的安装精度,安装汽缸的时间要相对增长,一般是15天左右。如果安装的过程中要更换汽封,则周期要延长一个月左右。汽缸在安装的过程中要进行多次组装,而且在整个过程中要对安装的汽缸进行多次测量以保证安装工作的顺利进行。目前,汽轮机的安装过程中存在一些难题:施工时间较长,工期较紧,对安装人员的能力和素质要求较高;汽轮机的生产厂商与发电厂之间的关系也容易出现问题,导致安装的难度增大;发电厂对汽轮机安装的验收也容易出现问题,主要是对安装好的汽轮机进行测试时出现的问题,如果安装零件的测试结果无法满足汽轮机的设计和使用要求,则需要进行返修,而返修的难度和成本非常高。
  
  1.2蒸汽参数对汽轮机热效率的影响
  
  1.2.1主蒸汽温度对汽轮机热效率的影响
  
  汽轮机在工作的过程中,主蒸汽温度的波动对汽轮机运行的热效率、稳定性和安全性都有很大的影响。主要原因有在以下几个:第一,蒸汽温度的下降使得蒸汽的湿度增加,导致蒸汽对叶片的冲击增大,使叶片的寿命降低,造成汽轮机热效率的下降;第二,蒸汽温度下降时,如果要保持汽轮机叶片的负载不变,则蒸汽的流量必须增加,蒸汽流量的增加使得蒸汽的消耗会变大,导致汽轮机运行的经济型和热效率降低;第三,主蒸汽温度下降会使汽轮机各个零件间的温差变大,汽轮机各级零件的反作用力增加,对轴的作用力增大,引起汽轮机中金属零件的热变形,机组的振动增大,影响汽轮机的稳定性和热效率。除此之外,主蒸汽温度的下降还可能导致水冲击事故的出现,对汽轮机造成重大的伤害。
  
  1.2.2主蒸汽压力对汽轮机热效率的影响
  
  在汽轮机日常运行的过程中,必须重视汽轮机组主蒸汽压力的变化。主蒸汽压力的变化不仅会对机组的热效率造成影响,而且容易导致重大事故的发生。在主蒸汽温度不变的情况下,如果主蒸汽压力不断升高会造成蒸汽湿度的变大,使叶片的工作条件发生改变,叶片冲击加剧。对汽轮机组来说,主蒸汽压力每提高1兆帕,蒸汽的湿度会增加百分之四左右。主蒸汽压力的升高还容易导致叶片负荷的增加,引起汽轮机主要的承压部件的热应力增加,使零件发生热变形甚至损坏,严重缩短汽轮机零部件的使用寿命。当机组采取滑压运行时,必须控制主蒸汽压力变化的幅度和范围,主蒸汽压力的增高会使安全门打开,造成汽轮机热效率的下降。
  
  TPM管理培训公司总结,当汽轮机主蒸汽压力超过额定数值时,应该保证汽轮机中主要承受压力的零部件的应力不超过额定范围,以免造成严重的后果。当汽轮机的蒸汽压力不断升高时,必须对调速气门进行相应的调节以增大气门的开度,使主蒸汽压力维持在安全范围内。此外,在汽轮机的主蒸汽温度不变的情况下,主蒸汽压力下降会导致汽轮机压降降低,造成蒸汽的消耗量增加,影响汽轮机的热效率。
  
  2提高汽轮机热效率的方法
  
  2.1及时检查设备及零部件
  
  在建设汽轮机厂房之前,厂房的建设单位应该与汽轮机的安装单位相互沟通、紧密配合。建设单位要核对设备的尺寸参数,对厂房的建设提出相关建议等。建设单位在施工的过程中,安装单位必须协助建设单位,防止厂房建好之后无法满足机器设备的安装要求。厂房建设的主要要求有以下几个:第一,隔板的建设必须要符合汽缸安装的相关要求,间隙要合理,汽缸的贴合面要紧密;第二,隔板的上下面与汽轮机各部件间的配合要准确,无变形情况的出现。
  
  2.2准确安装汽缸
  
  2.2.1低压缸的安装
  
  国产汽轮机低压缸的生产主要由钢板焊接而成,各个厂家各个型号的低压缸的结构差别不大,所以在安装过程中安装的要求大体相同。安装台板就位后,要调整台板的位置使之与中心线对齐,然后将低压缸安装上去。将低压缸安装到指定位置后,要对低压缸的安装位置进行复核,使之符合图纸的设计要求。在复核的过程中,低压缸的找平与找中心两个步骤可以一起进行。
  
  2.2.2高、中压缸的安装
  
  由于高、中压缸的结构体积十分庞大,调整起来非常难。因此,在安装前必须提前对缸的安装位置进行找平,尤其是轴承座的安装位置。高、中压缸安装的过程中,要将汽缸的重量合理分配到各个接触面上,保证接触面负载的平衡,防止重心都偏移到某个接触面上。各接触面承受的载荷要按照制造厂的要求进行校核,误差要控制在可接受的范围内。
  
  2.3调整汽封间隙
  
  设备安装好之后,要对汽轮机中汽封的间隙进行调整,防止蒸汽的泄露导致汽轮机热效率的降低。在调整汽封间隙时,根据汽封块与转子的间隙测量得出的数据来确定修改量,对间隙进行修改后要再次进行检查。对于汽封间隙的取值来说,从安装的角度考虑,取汽封间隙的上限值更利于安装,然而从保证汽轮机热效率、提高发电企业的经济性来考虑,汽封间隙应该取较小的值。因此,在汽封间隙进行调整时,安装人员既要考虑安装的可靠性和便利性,也要考虑汽轮机运行的经济性。当汽封间隙调整符合要求之后,要对汽封的膨胀间隙进行测量,若汽封之间没有留间隙,则需要先对汽封进行调整,为汽封膨胀预留一定的空间;如果汽封的间隙过大,则应该先将汽封间隙的测量值记录下来,等其它零件的间隙测试结束之后,再对汽封间隙进行统一调整。
  
  2.4胀圈的安装及检查
  
  对汽轮机进气管处的胀圈进行检查时,必须检查胀圈的密封环与接触面的接触情况,主要是检查胀圈的密封环配合是否严密,可以用塞尺作为检测工具。胀圈在安装的过程中要讲究安装方法,进行错位安装,错位角度应该超过九十度。在检查汽缸安装是否合理时,应该检查汽缸密封环的装配情况,保障配合面接触均匀。对胀圈的检查时应该对胀圈的缺陷进行记录,并对记录的数据进行整理,对于轴向间隙等无法进行再调整的地方也要进行检查,并做好详尽的记录。
  
  3 汽轮机热效率提高结论
  
  从上文中我们可以发现,影响汽轮机热效率的因素有很多,其中最主要的是安装因素和主蒸汽参数对汽轮机热效率的影响。因此,我们在汽轮机安装和运行的过程中要充分考虑到这些因素对汽轮机热效率的影响,并采取相应的措施来提高汽轮机的热效率,提高发电企业的效益。

 

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