联合循环电厂汽轮机供热运行的若干问题窥探
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摘 要：在社会经济迅速发展的时代背景下，用电量需求逐渐增加。当前各个电厂发电规模有限，无法满足供电需求。联合循环汽轮机作为重要发电装置，对发电建设影响较大。为了改善联合循环汽轮机供热控制方案，文章对供热运行情况展开分析，总结一些问题，并拟定解决方案，旨在为汽轮机供热控制改进研究提供参考。
关键词：汽轮机;供热运行;联合循环
中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）32-0070-02
Abstract： In the context of the rapid development of social economy， the demand for electricity consumption has gradually increased. At present， the power generation of each power plant is limited and cannot meet the power supply requirements. Combined cycle steam turbines， as important power generation devices， have a greater impact on power generation. In order to improve the combined cycle steam turbine heating control scheme， this paper analyzes the heating operation， summarizes some problems， and formulates a solution， so as to provide reference for the improvement of steam turbine heating control.
Keywords： steam turbine; heating operation; combined cycle
為了满足供电需求，扩大电厂规模，增加发电设备等方式成为了增加发电量的主要途径。这种解决方案虽然可以提高发电量，满足用电需求，但是未能提高资源利用率[1]。联合循环电厂建设理念的提出，打破了扩大规模增加发电量模式，利用汽轮机排出的“废气”进行二次开发。本文将对此供热运行问题展开研究。
1 汽轮机供热运行中的问题
联合循环发电模式与普通发电模式不同，借助余热锅炉，向其中添加热水，生成高压蒸汽，使得汽轮机得以推动，维持正常作业状态，以此提高资源利用率。由于该项技术还未成熟，在供热运行过程中存在一些问题[2]。为了深入理解联合循环供热模式，本文对汽轮机供热运行现场发生的问题进行总结分析，为改进策略研究奠定基础。
1.1 汽轮机组振动问题
汽轮机处于排气状态时，环境温度偏高，导致机组内部压力迅速增加，排气装置膨胀较为严重。与此同时，各个转轴之间的气压值也很高。在高压作用下，装置结构变形，产生机组振动问题。另外，汽轮机作业过程中产生热量较多，一些机械零件受此影响温度升高，致使气缸后座升高，此时排气温度逐渐升高，引发机组振动[3]。如果开启机组时，预热时间过短，加大了机组疲劳，同样会引发机组振动问题。
1.2 给水泵汽化问题
依据联合循环汽轮机工作原理，机组给水除氧操作是一个独立模块。当水蒸气渗入装置时，装置内部水量过多，水温度变动幅度较大[4]。此情况容易引发水位、气压变化，引发给水泵汽化问题，对汽轮机供热造成影响。因汽轮机内部结构问题，测得装置内部水量较多，超过正常水量范围，对装置气压造成影响，改变了汽轮机其他参数数值，导致整个机组发生异常。
1.3 高压加热器注水问题
当前的联合循环汽轮机缺少注水操控阀门，因而操控技术不支持注水管道控制。汽轮机启动后，内部高压热水器不能够控制注水量及速度，导致加热器正常运行受到影响，不利于汽轮机正常运行。在实际运行过程中，缺少注水管道控制技术，采用人工控制方法进行操控，存在较大误差，开启注水阀门后，对于注水速度及水量难以控制，因而影响到了加热器运行。
1.4 机组稳定性问题
汽轮机组运行过程中，因转速偏低，容易引发油膜共振问题，对机组的稳定运行造成影响。另外，机组各个轴承之间形成较大蒸汽差值时，加大了机组内部压力。随着转轴负荷值的增加，间隙振荡频率越高，且蒸汽量有所增加，对机组各个零件寿命造成影响。
1.5 机组腐蚀问题
联合循环汽轮机工作原理主要依靠水蒸气提高压力，产生能量，难免受到水蒸气影响。在实际运行过程中，油中混有水，导致部分油流失，对机组造成腐蚀[5]。另外，设备长期暴露在外，容易受到空气中的水蒸气侵蚀，因而引发腐蚀问题。
1.6 机组操控技术问题
由于联合循环汽轮机研发及投入使用时间较短，能够掌握机组操控技术的员工数量较少，很多操控岗位为实习生和培训生，在机组导师的带领下，完成机组操控任务。由于这些工作人员技能偏低，难免出现错误操作情况，遇到突发事件无法及时处理。据了解，大部分机组异常问题是因机组操控不当而引发，急需加强员工机组操控能力。
2 汽轮机供热运行改进建议
2.1 汽轮机组振动改进
考虑到机组后座升高的原因是温度过高，长期使用出现后座松动问题。针对此问题，升高机械零件环境温度，缩小温度差值，从而避免后座松动。对于排气致使环境温度过高问题，可以在日常工作中，实时查看此环境温度，发现温度达到限定值，采取降温处理，从而避免排气装置膨胀，降低机组振动发生可能性。另外，在操控过程中，延长预热时间，使得机组从疲劳状态恢复到正常状态后，开启作业模式，以此避免机组振动。 2.2 给水泵汽化改进
针对给水泵气化问题，通过调节压力值，改善除氧装置性能。在实际运行过程中，如果装置水位过低，立即采取补水处理，从而避免水位大幅度变化。而气压值的调节，利用阀门操控，通过设置阀门开关度，实现压力大小调节，经测量判断当前压力值是否满足汽轮机运行需求，如果不满足，则根据计算差值再次调节阀门，以此达到改进给水泵汽化目的。
2.3 高压加热器注水改进
在当前注水操控结构基础上，增加操控阀门数量，在每一个注水管道上安装一个操控阀门，通过控制阀门开关度，实现注水量、注水速度的有效控制，维持高压注水器正常運行。在实际应用中，根据注水情况，随时调节阀门开关度，从而准确控制注水量及速度[6]。为了避免注水过多，通过计算阀门关闭速度与注水量之间的数值大小，确定两者之间的函数关系，依据此关系，控制阀门关闭时间和速度，从而保证在当前阀门关闭后，注水量未超过最高限制，起到良好控制作用。
2.4 机组稳定性改进
对于油膜共振问题，通过调节汽轮机组转速，提高转动速度，使其能够满足机组稳定运行需求。在实际操控中，需要逐渐增加转速，不可以大幅度增加，从而避免急速转动，对机组使用寿命造成影响。另外，通过降低转轴负荷值，缩小蒸汽差值，以提高机组运行稳定性。
2.5 机组腐蚀改进
机组腐蚀问题的产生，主要受到水蒸气影响。对于空气和机组内部水蒸气的侵蚀，可以通过改变机组表面涂料解决，选取具有防腐功效的涂料作为机组表面涂料。另外，还可以在机组外部布设干燥剂，吸取部分水蒸气，以此降低空气中水蒸气含量，从而减少机组腐蚀。通常情况下，两种机组防腐蚀处理方式共同使用，以免机组外部或者内部发生腐蚀现象。
2.6 机组操控技术改进
对于此问题，需要加强机组操控技术培训。按照岗位不同，分别组织培训班，根据岗位技术操作需求，为员工培训相关技术，逐渐提高员工操控技能。为了降低实际错误操控问题频率，设置实践操控测试环节，如果未能通过，则不为此员工安排岗位工作，等待下一次培训。另外，根据工作人员技术掌握情况，为其安排相应岗位，对于技术要求过高的岗位，分配具有丰富工作经验的技术人员，从而降低机组操作错误频率。
3 结束语
本文围绕联合循环汽轮机运行情况展开研究分析，依据汽轮机运行原理，探究机组运行存在的问题，包括汽轮机组振动、给水泵汽化、高压加热器注水、机组稳定性、机组腐蚀、机组监控、管理制度不完善8项问题。通过查阅文献资料，结合机组运行原理，拟定相应解决方案。通过本文的研究，可以为联合循环电厂汽轮机供热运行控制提供参考。
参考文献：
[1]许建，夏际先，王晓东，等.基于APROS的联合循环机组余热锅炉仿真模型[J].锅炉技术，2018，49（2）：1-7.
[2]靖长财.提高燃气联合循环机组经济性能的技术措施和展望[J].汽轮机技术，2017，59（3）：227-230.
[3]王利宏，张彦春，周立刚，等.供热抽汽对联合循环余热锅炉系统参数的影响[J].热力发电，2017，46（1）：68-72.
[4]谷伟伟，张永海，余小兵，等.某电厂汽轮机低压缸零出力供热工况低压末级叶片动强度分析[J].热力发电，2018，47（05）：63-70.
[5]李岩，陈改辉，张淑彦，等.燃气-蒸汽联合循环电厂烟气余热回收系统研究[J].暖通空调，2017，47（1）：86-90.
[6]黄葆华，宋亚军，孙燕平，等.燃气-蒸汽联合循环机组轴系振动问题综述[J].热能动力工程，2017，32（5）：1-7.
作者简介：汪洋（1968-），男，本科，高级工程师，研究方向：供热生产运行检修管理。
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