汽轮机运行常见问题及对策

王绪军

摘 要： 电厂汽轮机运行直接关系到电厂整体的能耗水平，本文立足于汽轮机运行中的常见问题分析，对解决存在的问题、提升汽轮机运行控制水平的提高汽轮机运行参数、适当降低汽轮机组背压、改善汽轮机组热力循环、改进汽轮机构造等方面技术措施进行了探究。

关键词： 汽轮机；常见问题；运行控制

【中图分类号】 TM621.3 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2017）20-0215-01

电厂生产运行中，汽轮机是主要的机械设备，运行能耗直接关系到电厂整体的能耗水平，还会影响生态环保等工作。汽轮机使用期限较长，短则几年，长达十几年，但是在长期的持续运行中，因为汽轮机的安装、试验、维修保养等方面工作不到位或是技术更新不快等，极易造成能耗水平降低。因此，有必要对当前汽轮机运行中存在的主要问题进行研究，有针对性的采取措施，提升汽轮机运行控制和能耗控制水平。

1.汽轮机运行中存在的主要问题

本文以某电厂的冲动式双缸凝汽型汽轮机为例进行运行状况分析。汽轮机的主要构造为高压和低压缸、前轴承箱、高压和低压转子等，其中低压缸为分流式构造、包含2个排汽口。该汽轮机组运行额定功率和经济功率均为100MW，主蒸汽压力为8.8MPa，蒸汽温度可达530℃，在排汽时绝对压力可达0.0049MPa，汽轮机使用的冷却水温度在20℃左右，给水温度在230℃左右，在经济功率下运行，蒸汽损耗约为370t/h。因为使用年限较长，效率较低，所以进行了大修，使运行效率由40%提升到43%，但是与汽轮机的设计值依然存在25%左右的差距。

经过对汽轮机运行状况分析，存在的主要问题是汽轮机喷嘴出现裂缝，在高压级的双列动叶上也存在缺陷，单纯的维修和保养难以修复，影响了运行效率。在高压和低压缸的结合部位，存在密封不紧密的问题，个别部位出现变形；在通流的部位出现了超过允许值的径向孔隙，造成蒸汽传输中存在汽损问题，降低了机组运行的热效率。在长期的运行中，因为蒸汽中存在一定的腐蚀物质，造成低压缸隔板阻汽片出现腐蚀问题，个别部位严重脱落，需要进行整圈的隔板汽封圈更换。

结合汽轮机运行环境，汽轮机的凝汽器循环效率也存在过低的问题。经过分析，主要是水源中含沙量较高，加大了汽轮机输送通道和泵内零部件的磨损，降低了泵效，特别是因为水中含沙量过多，降低了凝结器的清洁度，从而影响了循环泵扬程，使泵内流量难以达到设计值要求。同时，在实际运行中，除氧器长期磨损后造成的缺陷，姜乐乐汽轮机的运行气压，减少了三段抽汽的用汽量，而除氧器出水温度的降低又造成了二段抽汽的实际用汽量增加，而二段抽汽主要是在汽轮机内，也就增加了汽轮机的运行能耗。在长期运行中，因为低压转子的叶片极易磨损，经常需要大修，但长期维修后会产生开焊等问题，造成叶片上存在一些裂缝和变形问题，加之水锈蚀问题严重，造成叶片运行能耗较高。

为提升汽轮机组的热循环效率，为改造汽轮机组运行条件提供依据，对汽轮机进行热力试验，重点是对三段抽汽室进行监测，具体参数如表1所示。

经过试验和数据分析，可以看出，汽轮机低压缸低效运行的原因是处在湿蒸汽区域，隔板因为受水汽腐蚀出现脱落和汽封失效等问题，使得漏汽较为严重。同时，末级叶片受潮气影响，也极易出现腐蚀和损坏问题，破损主要出现在叶片下端网上20mm的背弧部位，长期缺陷状态下运行会增加流通量，加大了排汽损失，影响汽轮机组和低压缸的效率。

2.汽轮机运行提效对策措施

国外对汽轮机多进行技术改造，比如常用的三元流设计方式，整体设计长叶片级群以改善机组整体的流动空间；还通过应用低损高效的失叶型或自带冠叶片型的叶片技术，改善叶片的流动性和密封性，提升机组整体效率。基于国外的技术改造方式，可通过如下技术措施进行运行提效改造。

2.1提高汽轮机运行参数。

要准确把握汽轮机和锅炉的整体运行强度要求，以及内部零部件的强度要求，在强度允许的情况下适当提升汽轮机组的新汽压力和温度，要确保逐步提升压力和温度，并将最大值控制在运行强度要求极限值以内，通过参数提升提高能效水平。

2.2适当降低汽轮机组背压。

电厂汽轮机组的背压与机组整体的焓降密切相关，通过降低机组承受的背压，可以增大机组运行的焓降，并降低冷源的放热量，从而降低机组整体能耗，提升电厂运行经济效益。但是，因为实际运行中处于“真空”状态，所以需要遵循循环水的调度原则，确保机组参数调整安全。

2.3改善汽轮机组热力循环。

热力循环的调整，主要是设置更多地回热级数，对整个回热系统进行改进，实现机组由凝汽式向供热式的转变，特别是可以实现对废弃热能的有效利用，将废热加热凝结水。同时，还可以配套低压省煤器，提升机组的热力循环效率。对回热级数之间存在较大的轴向间隙或径向汽封问题，可以适当调整，特别是对喷嘴和叶片的轴向空隙，需要有针对性的降低，提升循环效率。

2.4改进汽轮机构造。

汽轮机内部构造的改进也有利于提效。比如，对加热器、抽气器和凝汽器等关键设备的改造。汽轮机调节方式也会影响能耗，要以安全性和实际运行情况为依据进行调整。比如，在安装和保养中，需要改善通流的间隙；要重点关注阀门等部位的泄漏问题，对存在泄露的部位及时维修或更换；在叶片设置中，各级的静叶片需要配备高效的变截面扭曲型叶片，实现对二次流损失的控制；对低压次的末级叶片，要尽量更换到整圈自镶式阻尼型长叶片；对汽封构造，要尽量杜绝漏气问题，将存在变形或孔隙过大的部位进行调整。同时，要对汽轮机运行各环节进行检查，对存在的废热回收利用不充分的部位进行适当的构造改造，或是增设废热回收装置，实现对废热的回收利用。

3.结论

综上所述，汽轮机运行情况直接关系到电厂的整体运行效益，通过对当前运行中存在的问题进行分析，有针对性的采取技术措施予以改进，提升整体运行能效，从而提升汽轮機运行控制水平。

参考文献

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