汽輪機(jī)低壓缸軸封溫度控制優(yōu)化策略

1、汽輪機(jī)低壓缸軸封溫度控制優(yōu)化策暁摘 要 本文以介紹汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)為切入點(diǎn)，探討溫度對(duì)汽輪機(jī)的 影響，得出調(diào)節(jié)軸封系統(tǒng)溫度的必耍性，重點(diǎn)以某電廠為例，研究如何進(jìn) 行汽輪機(jī)低壓缸軸封系統(tǒng)溫度控制，通過(guò)優(yōu)化溫度控制邏輯來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量軸 封溫度，并在文章最后給出不同情況下溫度控制的操作策略。關(guān)鍵詞軸封系統(tǒng)；溫度控制；檢測(cè)邏輯優(yōu)化中圖分類號(hào)：tk262文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1671-7597 （2013） 14-0117-01在我國(guó)全面推動(dòng)“節(jié)能減排”的大背景下，作為能源消耗大戶的電站（廠）也將這一理念貫徹落實(shí)進(jìn)入日常工作、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)當(dāng)中去。而其中關(guān) 鍵環(huán)節(jié)之一的汽輪機(jī)如何做到安全、經(jīng)濟(jì)、綠色運(yùn)行成為眾多電

2、站（廠） 面臨的主要問(wèn)題之一。隨著高參數(shù)、大容量的機(jī)組應(yīng)用越來(lái)越廣，自封閉 系統(tǒng)的逐漸成為汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的主流配置。為了保證口封閉系統(tǒng)的效用 達(dá)到最大化，必須將溫度、壓力、真空等各因素調(diào)節(jié)到相對(duì)平衡狀態(tài)，因 此，如何調(diào)節(jié)控制汽輪機(jī)低壓缸軸封溫度成為冃前電廠面臨的問(wèn)題之一。1汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)汽輪機(jī)軸封是指汽輪機(jī)軸端汽封，主耍用于將外界空氣與汽輪機(jī)隔離 開(kāi)來(lái)，通常用來(lái)與汽輪機(jī)內(nèi)的蒸汽混合，作用在于減少蒸汽的泄露，從而 減少化學(xué)補(bǔ)水量和防止高位能的工作介質(zhì)向低位能流動(dòng)。軸封結(jié)構(gòu)類型有 很多種，應(yīng)用較廣是王長(zhǎng)春接觸式汽封和蜂窩式汽封。汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)是由不同壓力缸之間多個(gè)軸封組成的有機(jī)整體，是汽輪機(jī)裝置中

3、不可或缺的 一部分，分為軸封供汽系統(tǒng)和回汽系統(tǒng)兩大部分。300 mw, 600 mw汽輪機(jī) 供汽自封閉系統(tǒng)屮，供氣系統(tǒng)運(yùn)作方式一般是將高、屮壓缸排出的蒸汽經(jīng) 過(guò)降溫后供給低壓缸使用，回汽系統(tǒng)的運(yùn)作是將低、中、高壓缸最末端所 排出混合物回收到凝氣器里，再通過(guò)凝氣器的加工分為汽水和空氣，其中 汽水回收利用、空氣通過(guò)排出的過(guò)程。2低壓缸軸封溫度控制的必要性很多電站（廠）由于汽輪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試安裝的不到位，缺少對(duì)溫 度的觀測(cè)和調(diào)節(jié)，容易出現(xiàn)軸封溫度偏差過(guò)大的現(xiàn)象，對(duì)機(jī)組的安全性、 經(jīng)濟(jì)性造成一定影響。軸封汽溫過(guò)高或者過(guò)低都不利于汽輪機(jī)的正常運(yùn) 行，容易出現(xiàn)大軸抱死、損壞關(guān)鍵零件、漏氣量過(guò)大、摩擦嚴(yán)重

4、、經(jīng)濟(jì)效 益降低等后果。由于軸封蒸汽與汽輪機(jī)大軸直接接觸，根據(jù)熱脹冷縮的原理，蒸汽溫 度影響了大軸的伸縮度。在汽輪機(jī)處于正常或熱態(tài)啟動(dòng)的情況下，若軸封 蒸汽溫度過(guò)低，帶入大量低溫蒸汽進(jìn)入低壓缸，大軸容易出現(xiàn)收縮，造成 相對(duì)位移變化，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)的安全使用。反之，若汽輪機(jī)處于冷態(tài)啟 動(dòng)的狀態(tài)，而軸封蒸汽溫度過(guò)高，就會(huì)使得與之直接接觸的支撐軸瓦、回 油等溫度相應(yīng)提高，易損壞軸承合金等部件，降低轉(zhuǎn)子的使用壽命，進(jìn)而 導(dǎo)致部件之間間隙擴(kuò)大，漏氣量隨之增加，造成整個(gè)機(jī)組效率下降，潛在 危險(xiǎn)增加。因此在汽輪機(jī)的正常運(yùn)作過(guò)程中，需要把控軸封溫度，將軸封 汽溫與部件的金屈溫度保持一致，并有一定的過(guò)熱度。3控

5、制策略以某電廠600 mw機(jī)組為例為清楚分析低壓缸軸封溫度，本文以通過(guò)某電廠超臨界600 mw機(jī)組 的汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)（如圖1所示）為例。圖1是一個(gè)典型的自密封軸封系統(tǒng)圖，其中c為低壓軸封溫度調(diào)節(jié)閥, tl、t2、t3別顯示為低壓軸封（導(dǎo)前）、勵(lì)端、汽端的溫度。一般情況下 通過(guò)調(diào)節(jié)閥（c點(diǎn)）來(lái)控制t1的溫度，但是山于存在溫度測(cè)量點(diǎn)安裝位置 和減溫水噴水點(diǎn)的距離差距小不超過(guò)3 m,無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量軸封減溫水 和內(nèi)部蒸汽混合后的溫度，導(dǎo)致操作人員根據(jù)t1溫度調(diào)節(jié)c的頻率較高, 出現(xiàn)軸封溫度波動(dòng)較大的情況，可通過(guò)t2與t3直觀體現(xiàn)出來(lái)。因此，調(diào) 節(jié)溫度首先需耍優(yōu)化溫度測(cè)量，只有當(dāng)溫度測(cè)量能準(zhǔn)確反映汽輪內(nèi)部

6、運(yùn)作 溫度時(shí)，才能保證溫度調(diào)節(jié)有效。3. 1優(yōu)化溫度檢測(cè)控制邏輯勵(lì)端和汽端作為汽輪機(jī)低壓缸的進(jìn)水端和出水端，可以考慮將兩者溫 度的加權(quán)平均值作為控制目標(biāo)值。但是由于低壓軸封熱慣性相對(duì)較大，對(duì) 設(shè)定和控制溫度日標(biāo)的影響較人，同時(shí)，機(jī)組的不同負(fù)荷也對(duì)溫度影響較 大。為了保障溫度控制目標(biāo)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和連貫，因此在加入及組負(fù)荷對(duì)溫 度的自適應(yīng)運(yùn)算（如圖2所示）。圖中可以將勵(lì)端和汽端的溫度平均后作為主控制（pid1）的反饋值， 而t1作為pid 2的反饋值，使得主副控制器的運(yùn)算涵蓋幾個(gè)點(diǎn)的溫度測(cè) 試數(shù)據(jù)，同時(shí)，將機(jī)組不同負(fù)荷段對(duì)溫度的影響考慮在內(nèi)，使得溫度的調(diào) 節(jié)依據(jù)更加準(zhǔn)確。3. 2優(yōu)化溫度操作策略對(duì)軸封溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)應(yīng)該考慮機(jī)組的不同使用情況，因地制宜地進(jìn)行 溫度調(diào)節(jié)操作，如冷態(tài)啟動(dòng)階段、正常運(yùn)營(yíng)階段、熱停機(jī)階段等。在冷態(tài) 啟動(dòng)階段的溫度調(diào)節(jié)操作策略包括疏通主管道、提前暖管，將除氧器的溫 度控制100°c,凝結(jié)水溫控制在60°c以內(nèi)，適當(dāng)降低機(jī)組負(fù)荷以減低節(jié)流 溫度等。正常運(yùn)行時(shí)需要考慮機(jī)組的負(fù)荷水平，在75%以上負(fù)荷運(yùn)行時(shí)， 要保持供汽的水蒸氣溫度在最低要求溫度以上，同時(shí)要加強(qiáng)疏水保持軸封 管路溫度。熱停機(jī)時(shí)一定要防治軸封溫度和缸溫的嚴(yán)重失配，保持軸封溫 度在320°c左右，可通過(guò)本鍋爐余汽供軸封的方法，參考文獻(xiàn)1 陳志剛，趙志丹，張殿聰，王遠(yuǎn)平，郝徳鋒