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调峰运行对汽轮机辅助设备的影响总结(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/7/20 11:58:53   

  所属频道:  火力发电    关键词:  调峰 汽轮机 辅助设备

简介:大机组参与调峰运行,由于起动频繁或大幅度负荷变动,要承受剧烈的温度变化和交变应力,从而缩短使用寿命。参与调峰还要求机组在一些特殊工况下长时间运行,对机组的安全和经济运行带来不利的影响。根据火电机组调峰运行方式,分析调峰运行对汽轮机辅助设备的影响。

1给水泵

机组经常降负荷运行或频繁启、停,运行条件非常苛刻,要求给水泵不仅能在负荷大幅度变化的条件下稳定运行,而且能长期承受频繁启停过程中因压力和温度急剧变化而产生的热冲击,要求给水泵不仅具有良好的性能,而且具有更高的可靠性。机组频繁起停和长时间低负荷运行,对给水泵的不利影响主要表现在以下方面。

1.1热应力的变化导致寿命损耗

当机组停运后,因给水泵的质量很大,其热容量比管道大得多,在未完全冷却之前,泵体的 温度高于管道;热态起动时,管道内温度较低的水流入给水泵将产生热冲击,使泵体产生热应力。叶轮表面和泵壳内壁产生拉应力。在机组升负荷过程中,除氧器中的压力和温度随之升高,高温的水流入低温的泵体内,将产生热冲击,在叶轮表面和泵壳内壁产生压应力,因此,在热态起停过程中,水泵承受的是交变应力,必将导致水泵的寿命损耗。

1.2汽蚀损伤加快

在机组低负荷运行时,通常需要停运一台给水泵,此时因除氧器中压力下降,温度也降至较 低的水平,管道中积存的温度较高的水将有一部分蒸发,使汽水混合物流入泵内、叶轮中发生两相流,将会引起汽蚀和水锤现象,同时还会引起水泵振动,甚至发生动静部分摩擦。

如在低负荷期间不停给水泵,则水泵在低流量下运行同样会造成汽蚀损伤,并且还会发生水 力不平衡引起的扰动和噪声。低流量下的汽蚀多发生在叶轮叶片入口的背面损伤,特别是具有大进口直径的叶轮,在低流量时,叶片背面的汽蚀损伤更为严重。当水泵的流量降低到一定程度时,叶轮入口将产生涡流,这时将会产生给水压力的波动和脉动现象,造成叶轮入口区金属的汽蚀。

为了减缓水泵吸入压力瞬间下降危害水泵安全运行,可在水泵的入口注入凝结水,并采用自动切换式快开旁路阀进行控制,在汽机降负荷时及时地开启旁路阀。为了防止吸入管压力下降过快造成汽蚀,应适当控制降负荷速度,在正常情况下,降负荷速度不宜大于3 %/min。

1.3热挠曲

在正常运行工况下,给水泵的水温约在130~220 ℃之间,当机组因调峰停运后,泵内的存水冷水沉到泵的底部,导致泵体上下产生温差,上部温度较高,下部较低,使泵体和转子向上拱曲变形。这种热挠曲现象,一般要在停运6 h后才会逐渐消除。在存在热挠曲期间,如再起动,将会产生异常振动,甚至引起动静摩擦。最大热挠曲一般发生在停运后2 h左右,在此期间,尽量避免再起动。

为了消除给水泵的热变形,对于由汽轮机驱动的给水泵,汽轮机通常具有盘车设备,应进行连续盘车,在不具备盘车条件时,可在起动前对水泵进行预热,使水泵温度均匀分布,并尽可能使吸入管道中的水温接近除氧器中的水温,以减小对水泵的热冲击。为此,可加装一台辅助循环泵,从除氧器流经给水泵和吸管再回到除氧器进行循环,这样可以有效地保证给水泵安全起动和降低给水泵的寿命损耗。字串8

1.4给水泵可靠性

负荷频繁大幅度变化对给水泵可靠性的影响主要表现在以下四个方面。

1)给水泵的壳体。大容量给水泵在启、停或工况突然变动时,压力和温度将发生剧烈变化,因而泵体也会产生很大的温度应力和不均匀热变形,甚至使转子与壳体之间同心度受到破坏。单壳体给水泵承受这种热冲击的能力较差,容易产生振动、磨损和泄漏等事故,因此通常采用双壳体筒形结构。双壳体给水泵对称性好,不容易产生不均匀变形。另外因内外壳体之间充满泵出口的高压水,所以内壳体结合面的密封十分可靠。但在负荷频繁大幅度变化时给水泵的外壳体要长期承受因压力和温度变化而产生的交变应力,因此必须具有足够的疲劳强度。

2)转子振动。随着机组容量的不断增大,锅炉给水泵也在向大容量和高转速方向发展。与此同时,振动在给水泵的各种事故中占有的比例越来越大。导致振动的原因非常复杂,有设计制造方面的原因,也有安装运行方面的原因。对经常变负荷运行的机组尤应注意以下问题。

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