汽轮机滑压运行的经济性与安全性分析

2010年第6期(

总第141期)

ChinaHi-TechEnterprises

NO.6.2010

(CumulativetyNO.141)

汽轮机滑压运行的经济性与安全性分析

张峻岭,马瑞明

(内蒙古电力工程技术研究院,内蒙古呼和浩特010020)

摘要:汽轮机组调峰时采用滑压运行方式,其安全性和灵活性优于定压运行方式,在一定条件下其经济性也优于定压运

行方式。采用高负荷以定压方式运行、低负荷以纯滑压方式运行的复合方式在经济性上最优。在考虑到汽包对压力变化适应能力差的情况下,可先保持一定的调节汽门节流,在负荷突变时,通过改变汽门开度可以减缓对锅炉运行的冲击,增强滑压运行的灵活性,文章基于此展开论述,旨在对相关人员提供参考。关键词:汽轮机;滑压运行;经济性;安全性;锅炉中图分类号:TK263文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)06-0189-02电网的峰谷差幅值逐年增大,大型汽轮机组参与电网调峰势在必行。为了满足电网调峰的不断变化,机组任意变工况下运行,且能达到节能的目的,就要求机组采用滑压运行方式。滑压运行在安全性和负荷变化灵活性上,都优于定压运行方式,一定条件下的经济性也优于定压运行方式。

滑压运行又称变压运行,是指汽轮机在不同工况下运行时,调节汽阀处于全开状态或开度不变,保持主汽温度基本不变,由锅炉调节主汽流量和压力来调节负荷的一种运行方式。

滑压运行又可分为三种方式:(1)纯滑压运行方式:不需要调节级,第一级全周进汽,调节汽门全开,只靠锅炉出口蒸汽压力和流量的改变来调节机组负荷;(2)节流滑压运行方式:不需要调节级,第一级全周进汽,节流调节汽门预先关小5%~15%,进行滑压运行;(3)复合滑压运行方式:在80%~95%额定负荷以上的高负荷区进行定压运行,在50%~80%额定负荷之间的较低负荷区进行滑压运行,在25%~50%额定负荷之下又进行初压水平较低的定压运行。

低,给水泵出口压力和流量随之减少,其消耗功率也减少,同时也增加了锅炉供水的安全性。电动给水泵的耗电约占厂用电的30%,给水泵功耗大小又是评判机组运行方式的重要指标,由公式(1)可知:

给水泵耗功:

D P ÁV Á?P ÂV Â

N Á?Á(1)

——给水流量,t/h;式中:D 0—P 0、V 0———给水泵出口压力和比容;V r ———给水泵入口压力和比容;P r 、ηp ———给水泵效率。随着给水泵出口压力的降低,电动给水泵功耗越少,因此

利用电动给水泵的机组,在低负荷滑压运行时,对热经济性的提高非常大。

(四)滑压运行使机组的循环热效率降低在高负荷区域,采用喷嘴配汽,循环热效率较高,汽轮机内效率下降不多。采用滑压运行,初压下降较小,给水泵转速降低减少的功耗不明显,而循环热效率降低。

在中间负荷区域,采用滑压运行,虽然循环热效率下降,但此时全机相对内效率接近设计值,没有部分开启汽门,节流损失小,初压下降较大,采用变速给水泵节约功耗明显,此时机组经济性优于节流配汽,或与喷嘴配汽相当,宜采用滑压运行。设计初压越高,定-滑的切换负荷越高,可启闭调节汽门应急调节以提高滑压运行的负荷响应能力。

(五)滑压运行负荷响应的速度慢

滑压运行时,负荷变动是靠锅炉调整燃烧和给水进行的,而锅炉是热惯性大的设备,所以,负荷响应的速度慢。

(六)低循环倍率锅炉宜采用滑压运行

因为它在低负荷、低压力下仍能维持水动力的稳定性,滑压运行范围大,负荷适应性好。

(七)纯滑压运行,使蒸汽压力下降的特别低蒸汽做功的有效焓降减少很多,做功能力下降,汽化潜热增加很多,锅炉蒸发量相对减少太多,这样会使过热汽温、再热汽温大幅上升,甚至严重超温,而且排烟温度也较大升高,造成机组循环热效率下降,并使对流受热面运行的安全受到威胁。

一、滑压运行的经济性分析

(一)滑压运行提高了汽轮机的内效率

由于汽轮机节流损失小,级前后的压力比与额定负荷相比,几乎不变;而机内蒸汽的容积流量也与额定负荷基本相同,所以,汽机的级效率保持较高。

当主汽压力降低时,主汽比容增大,高压缸通流间隙的漏气损失相对减少,高压效率升高,膨胀度增大,蒸汽损失减少,低压缸效率升高,因此在汽温不变而压力下降的条件下,低负荷滑压运行相对效率高于定压运行。

(二)滑压运行保持锅炉过、再热蒸汽温度不降低定压运行时,负荷降低,主蒸汽温度下降,再热汽温下降更快,同时,高排温度升高,使再热蒸汽需要的相对吸热量减少。滑压运行时,过热器入口温度随压力下降而下降,加大了传热温差,有利于增大传热量,而主汽过热焓减少,所以有利于保持汽温,提高主汽的做功能力。

(三)低负荷滑压运行,随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降低

低负荷滑压运行时,随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降

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总第141期)

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NO.6.2010

(CumulativetyNO.141)

DL 型立式多级离心泵维修过程中应注意的问题

欧阳雁群

(湖南华菱涟源钢铁有限公司动力厂,湖南娄底417009)

摘要:专业的设备修理人员,既要有较高的专业知识水平,又要有严谨的工作态度;既要有高超强的修理技术,又要有创

“DL 型立式多级离心泵”为例,介绍了其部件(叶轮及密封环、填料密封、橡胶弹芯圈)维修过程中新和敬业精神。文章以

应注意的问题,并提出解决问题的具体措施。关键词:DL 型方式多级离心泵;部件修理;装配调整中图分类号:TG315文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)06-0190-02作为一名专业设备维修人员,如何掌握好维修技术,这就需

本文以要在日常工作中钻研技术,善于发现问题,不断总结经验。

“DL型立式多级离心泵”为例,介绍在维修过程中应注意的问题:

保温防止白口组织的出现,然后在车床上或磨床上加工达到规

当叶轮入口处外径严重磨损或断裂,已失去修复价值,定尺寸。

需要换新叶轮。

在抢修过程中,除注意外部磨损外,还应对多级叶轮内部产生的水垢进行清理,使叶轮流道畅通,确保正常的流量和效率。

在修理过程中需要保证的几个间隙:密封环间隙为0.4~0.5mm,叶轮出口外径和导翼入口内径的配合间隙为0.8~1.2mm,平衡鼓套外径和水中轴承内径的间隙0.8~1.0mm。

(二)填料密封泄漏更换1.密封的方法及原理。压紧式填料密封因其结构简单,装配及维修方便,成本低廉而广泛,应用于各种水泵,其原理是:通过填料与旋转轴之间的紧密贴和而形成的一层很薄的环隙,环隙里充满着润滑油,这层润滑油称之为润滑膜,起到阻止泵体内的流体泄出外界的作用,当泵腔内形成真空时,油膜能防

当使用止空气被吸入泵内。这层油膜内来所用填料的浸渍剂,

一段时间,油膜消失后,压紧水泵压盖浸渍剂被挤出,重新形成油膜,直到填料内的浸渍剂被全部挤出,就必须更换填料了。汽参数和负荷的波动。

汽包内压力和温度的变化,使与之接触的厚壁部件将受到较大的热应力,汽包的应力问题比定压运行严重,由于蒸汽的放热系统远小于水,饱和温度变化对锅炉汽包的上下温差也将引起变化,如滑压速度过快,对汽包可能产生较大的热应力,成为限制机组负荷变动速度的主要因素。

一、DL型立式多级离心泵部件修理

(一)叶轮及密封环的修理

叶轮和前级密封环主要损坏形式为磨损引起配合间隙的变化,当间隙超过一定值时,水泵效能急剧下降,同时伴有较大的振动,噪声,这种损坏所间隔的时间与水泵的运行时间成正比,一般可采用定期修理保养。

水泵中间部位的叶轮最易磨损(首级叶轮材料为合金铸钢,其它叶轮为铸铁制作),且中级密封环磨损较重,叶轮入口外径磨损较轻,此时,可将叶轮入口外径在车床上稍加切削或用砂布打磨光滑,然后根据修理后的叶轮入口外径更换新的密封环,达到原有的配合要求。在修理过程中对相配合的密封环与叶轮做出标记,以防混淆而增加维修工作量。

若叶轮入口外径磨损较大时,可用堆焊及喷焊修理方法修复,堆焊时,应选用同质焊条堆焊,堆焊后一定要注意对焊区的因此综合分析汽轮机使用寿命、机组启停的灵活性、负荷响应能力等,复合滑压运行方式经济性较好。

从上述来看,滑压运行的热效率的提高有很多因素,供电煤耗率低于定压运行时,机组采用滑压运行的经济性才能提高,否则,应当采用定压运行。通过热力试验进行比较计算,可以确定是否采用滑压运行以及滑压运行的负荷区。

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二、滑压运行的安全性分析

滑压运行时,高排和汽轮机各级温度基本不变,因而汽轮机零部件温度变化很小,热应力、热变形也变化不大,这不仅提高了机组的安全性,而且也提高了机组对负荷变化的适应能

另外,由于停机前进汽温度基本不变或力,可以迅速增减负荷。

较高,停机后零部件温度水平很高,能够再次快速启动。

滑压运行时调门处于全开位置(或开度不变),可以保证机组全周进汽,从而改善进汽部分的工作条件,延长高压部件的

主蒸汽管道及汽轮机进汽部分,在部使用寿命。锅炉受热面、

分负荷时处于较低的压力下工作,应力较低,改善了上述各部

防止过热爆管。另外,件的工作条件,延长了它们的使用寿命、

滑压运行还可避免调门在某种特定开度附近动作时引起的蒸

三、结论

综合以上分析,滑压运行安全性方面优于定压运行方式,

采用高负荷以定压方式在一定条件下经济性也高于定压方式。

运行、低负荷以纯滑压方式运行的复合方式在经济性上最优。在考虑到汽包对压力变化适应能力差的情况下,可先保持一定的调节汽门节流,在负荷突变时,通过改变汽门开度可以减缓对锅炉运行的冲击,增强滑压运行的灵活性。作者简介:张峻岭(1976-),男,河南南阳人,内蒙古电力工程技术研究院讲师,工程师,硕士,研究方向:汽轮机调试和相关试验。

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总第141期)

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汽轮机滑压运行的经济性与安全性分析

张峻岭,马瑞明

(内蒙古电力工程技术研究院,内蒙古呼和浩特010020)

摘要:汽轮机组调峰时采用滑压运行方式,其安全性和灵活性优于定压运行方式,在一定条件下其经济性也优于定压运

行方式。采用高负荷以定压方式运行、低负荷以纯滑压方式运行的复合方式在经济性上最优。在考虑到汽包对压力变化适应能力差的情况下,可先保持一定的调节汽门节流,在负荷突变时,通过改变汽门开度可以减缓对锅炉运行的冲击,增强滑压运行的灵活性,文章基于此展开论述,旨在对相关人员提供参考。关键词:汽轮机;滑压运行;经济性;安全性;锅炉中图分类号:TK263文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)06-0189-02电网的峰谷差幅值逐年增大,大型汽轮机组参与电网调峰势在必行。为了满足电网调峰的不断变化,机组任意变工况下运行,且能达到节能的目的,就要求机组采用滑压运行方式。滑压运行在安全性和负荷变化灵活性上,都优于定压运行方式,一定条件下的经济性也优于定压运行方式。

滑压运行又称变压运行,是指汽轮机在不同工况下运行时,调节汽阀处于全开状态或开度不变,保持主汽温度基本不变,由锅炉调节主汽流量和压力来调节负荷的一种运行方式。

滑压运行又可分为三种方式:(1)纯滑压运行方式:不需要调节级,第一级全周进汽,调节汽门全开,只靠锅炉出口蒸汽压力和流量的改变来调节机组负荷;(2)节流滑压运行方式:不需要调节级,第一级全周进汽,节流调节汽门预先关小5%~15%,进行滑压运行;(3)复合滑压运行方式:在80%~95%额定负荷以上的高负荷区进行定压运行,在50%~80%额定负荷之间的较低负荷区进行滑压运行,在25%~50%额定负荷之下又进行初压水平较低的定压运行。

低,给水泵出口压力和流量随之减少,其消耗功率也减少,同时也增加了锅炉供水的安全性。电动给水泵的耗电约占厂用电的30%,给水泵功耗大小又是评判机组运行方式的重要指标,由公式(1)可知:

给水泵耗功:

D P ÁV Á?P ÂV Â

N Á?Á(1)

——给水流量,t/h;式中:D 0—P 0、V 0———给水泵出口压力和比容;V r ———给水泵入口压力和比容;P r 、ηp ———给水泵效率。随着给水泵出口压力的降低,电动给水泵功耗越少,因此

利用电动给水泵的机组,在低负荷滑压运行时,对热经济性的提高非常大。

(四)滑压运行使机组的循环热效率降低在高负荷区域,采用喷嘴配汽,循环热效率较高,汽轮机内效率下降不多。采用滑压运行,初压下降较小,给水泵转速降低减少的功耗不明显,而循环热效率降低。

在中间负荷区域,采用滑压运行,虽然循环热效率下降,但此时全机相对内效率接近设计值,没有部分开启汽门,节流损失小,初压下降较大,采用变速给水泵节约功耗明显,此时机组经济性优于节流配汽,或与喷嘴配汽相当,宜采用滑压运行。设计初压越高,定-滑的切换负荷越高,可启闭调节汽门应急调节以提高滑压运行的负荷响应能力。

(五)滑压运行负荷响应的速度慢

滑压运行时,负荷变动是靠锅炉调整燃烧和给水进行的,而锅炉是热惯性大的设备,所以,负荷响应的速度慢。

(六)低循环倍率锅炉宜采用滑压运行

因为它在低负荷、低压力下仍能维持水动力的稳定性,滑压运行范围大,负荷适应性好。

(七)纯滑压运行,使蒸汽压力下降的特别低蒸汽做功的有效焓降减少很多,做功能力下降,汽化潜热增加很多,锅炉蒸发量相对减少太多,这样会使过热汽温、再热汽温大幅上升,甚至严重超温,而且排烟温度也较大升高,造成机组循环热效率下降,并使对流受热面运行的安全受到威胁。

一、滑压运行的经济性分析

(一)滑压运行提高了汽轮机的内效率

由于汽轮机节流损失小,级前后的压力比与额定负荷相比,几乎不变;而机内蒸汽的容积流量也与额定负荷基本相同,所以,汽机的级效率保持较高。

当主汽压力降低时,主汽比容增大,高压缸通流间隙的漏气损失相对减少,高压效率升高,膨胀度增大,蒸汽损失减少,低压缸效率升高,因此在汽温不变而压力下降的条件下,低负荷滑压运行相对效率高于定压运行。

(二)滑压运行保持锅炉过、再热蒸汽温度不降低定压运行时,负荷降低,主蒸汽温度下降,再热汽温下降更快,同时,高排温度升高,使再热蒸汽需要的相对吸热量减少。滑压运行时,过热器入口温度随压力下降而下降,加大了传热温差,有利于增大传热量,而主汽过热焓减少,所以有利于保持汽温,提高主汽的做功能力。

(三)低负荷滑压运行,随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降低

低负荷滑压运行时,随负荷的降低蒸汽压力和流量同时降

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2010年第6期(

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NO.6.2010

(CumulativetyNO.141)

DL 型立式多级离心泵维修过程中应注意的问题

欧阳雁群

(湖南华菱涟源钢铁有限公司动力厂,湖南娄底417009)

摘要:专业的设备修理人员,既要有较高的专业知识水平,又要有严谨的工作态度;既要有高超强的修理技术,又要有创

“DL 型立式多级离心泵”为例,介绍了其部件(叶轮及密封环、填料密封、橡胶弹芯圈)维修过程中新和敬业精神。文章以

应注意的问题,并提出解决问题的具体措施。关键词:DL 型方式多级离心泵;部件修理;装配调整中图分类号:TG315文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)06-0190-02作为一名专业设备维修人员,如何掌握好维修技术,这就需

本文以要在日常工作中钻研技术,善于发现问题,不断总结经验。

“DL型立式多级离心泵”为例,介绍在维修过程中应注意的问题:

保温防止白口组织的出现,然后在车床上或磨床上加工达到规

当叶轮入口处外径严重磨损或断裂,已失去修复价值,定尺寸。

需要换新叶轮。

在抢修过程中,除注意外部磨损外,还应对多级叶轮内部产生的水垢进行清理,使叶轮流道畅通,确保正常的流量和效率。

在修理过程中需要保证的几个间隙:密封环间隙为0.4~0.5mm,叶轮出口外径和导翼入口内径的配合间隙为0.8~1.2mm,平衡鼓套外径和水中轴承内径的间隙0.8~1.0mm。

(二)填料密封泄漏更换1.密封的方法及原理。压紧式填料密封因其结构简单,装配及维修方便,成本低廉而广泛,应用于各种水泵,其原理是:通过填料与旋转轴之间的紧密贴和而形成的一层很薄的环隙,环隙里充满着润滑油,这层润滑油称之为润滑膜,起到阻止泵体内的流体泄出外界的作用,当泵腔内形成真空时,油膜能防

当使用止空气被吸入泵内。这层油膜内来所用填料的浸渍剂,

一段时间,油膜消失后,压紧水泵压盖浸渍剂被挤出,重新形成油膜,直到填料内的浸渍剂被全部挤出,就必须更换填料了。汽参数和负荷的波动。

汽包内压力和温度的变化,使与之接触的厚壁部件将受到较大的热应力,汽包的应力问题比定压运行严重,由于蒸汽的放热系统远小于水,饱和温度变化对锅炉汽包的上下温差也将引起变化,如滑压速度过快,对汽包可能产生较大的热应力,成为限制机组负荷变动速度的主要因素。

一、DL型立式多级离心泵部件修理

(一)叶轮及密封环的修理

叶轮和前级密封环主要损坏形式为磨损引起配合间隙的变化,当间隙超过一定值时,水泵效能急剧下降,同时伴有较大的振动,噪声,这种损坏所间隔的时间与水泵的运行时间成正比,一般可采用定期修理保养。

水泵中间部位的叶轮最易磨损(首级叶轮材料为合金铸钢,其它叶轮为铸铁制作),且中级密封环磨损较重,叶轮入口外径磨损较轻,此时,可将叶轮入口外径在车床上稍加切削或用砂布打磨光滑,然后根据修理后的叶轮入口外径更换新的密封环,达到原有的配合要求。在修理过程中对相配合的密封环与叶轮做出标记,以防混淆而增加维修工作量。

若叶轮入口外径磨损较大时,可用堆焊及喷焊修理方法修复,堆焊时,应选用同质焊条堆焊,堆焊后一定要注意对焊区的因此综合分析汽轮机使用寿命、机组启停的灵活性、负荷响应能力等,复合滑压运行方式经济性较好。

从上述来看,滑压运行的热效率的提高有很多因素,供电煤耗率低于定压运行时,机组采用滑压运行的经济性才能提高,否则,应当采用定压运行。通过热力试验进行比较计算,可以确定是否采用滑压运行以及滑压运行的负荷区。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

二、滑压运行的安全性分析

滑压运行时,高排和汽轮机各级温度基本不变,因而汽轮机零部件温度变化很小,热应力、热变形也变化不大,这不仅提高了机组的安全性,而且也提高了机组对负荷变化的适应能

另外,由于停机前进汽温度基本不变或力,可以迅速增减负荷。

较高,停机后零部件温度水平很高,能够再次快速启动。

滑压运行时调门处于全开位置(或开度不变),可以保证机组全周进汽,从而改善进汽部分的工作条件,延长高压部件的

主蒸汽管道及汽轮机进汽部分,在部使用寿命。锅炉受热面、

分负荷时处于较低的压力下工作,应力较低,改善了上述各部

防止过热爆管。另外,件的工作条件,延长了它们的使用寿命、

滑压运行还可避免调门在某种特定开度附近动作时引起的蒸

三、结论

综合以上分析,滑压运行安全性方面优于定压运行方式,

采用高负荷以定压方式在一定条件下经济性也高于定压方式。

运行、低负荷以纯滑压方式运行的复合方式在经济性上最优。在考虑到汽包对压力变化适应能力差的情况下,可先保持一定的调节汽门节流,在负荷突变时,通过改变汽门开度可以减缓对锅炉运行的冲击,增强滑压运行的灵活性。作者简介:张峻岭(1976-),男,河南南阳人,内蒙古电力工程技术研究院讲师,工程师,硕士,研究方向:汽轮机调试和相关试验。

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