浅谈汽轮机运行振动的原因
汽轮发电机组振动的大小直接关系到机组能否安全运行,而对于发电厂来说安全就是大的经济效益。引起机组振动过大或者不正常的原因有很多,既有设计制造方面的原因,也有运行方面的原因,还有安装和检修等方面的原因,下面就这几个影响因素分别介绍。
1设计制造方面
汽轮发电机转子是一个高速旋转机械,如果转子的质心与旋转中心不重合则会因为转子的不平衡而产生一个离心力,这个离心力对轴承产生一个激振力使之引起机组振动,如果这个离心力过大,则机组的振动就会异常。所以,汽轮发电机转子在装配时每装配一级叶片都应该对该级叶片进行动平衡试验,整个转子装配完成后在出厂之前还应该对整个转子进行低速和高速动平衡,以确保转子的不平衡量在一个合格的范围内。
在制造厂家,转子不平衡量较大的原因主要由是机械加工精度不够和装配质量较差引起,所以必须提高加工精度,同时保证装配质量,从而才能保证转子的原始不平衡量不致于太大。另外,如果机组的设计不当也会引起机组的振动。例如,在设计阶段轴承的选用是非常重要的,如果轴承选取不当,则会因为轴承稳定性太差而转子极小的不平衡量也可能引起机组较大的振动,或者油膜形成不好而极易诱发油膜振动。
2安装和检修方面
安装和检修对机组振动的影响非常大,根据对现场机组振动的经验,现场很多机组的振动过大都是由于安装和检修不当引起的,或者说机组的振动很多时候都是可以通过安装或检修来解决的。针对现场情况,下面重点介绍对机组振动有明显影响的几个方面。
2.1轴承标高。不管是汽轮机还是发电机转子,其两端都是由轴承支撑的,如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内,则两端轴承的负荷分配就不合理。因此在机组大修或者安装期间,应该根据制造厂家的建议,再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。因为制造厂家提供的数据是根据机组冷态时的情况再综合一般机组受热后膨胀的情况得出的,由于各台机组的实际情况不尽相同,因此受热后的膨胀也不完全一样,所以必须结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行调整。
2.2机组中心。机组中心应包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。如果转子与汽缸或静子的同心度偏差过大,则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处,则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。
2.3滑销系统。不论是汽轮机还是发电机,当机组带负荷受热后都要产生膨胀,而又不能让其自由膨胀,滑销系统就是用于引导机组膨胀的。当滑销系统卡涩时,机组的膨胀就会受到限制,当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动,严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨,从而造成更大的破坏。
2.4动静间隙。汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙。当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时,汽轮机内效率会降低;当汽轮机与轴封之间的间隙过大时可能引起蒸汽外漏或者空气内漏,从而影响机组的效率和真空;当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。但是,它们之间的间隙又不能过小,否则将引起动静碰磨,进一步会使机组的振动变化,以至于机组的振动超标。因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与静子之间的间隙是非常重要的。
2.5轴承自身特性。轴承自身特性对机组振动的影响主要包括轴瓦紧力、顶隙和连接刚度等几个方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性,如果轴承的稳定性太差,在外界因素的影响下容易使机组振动超标。轴承的连接情况主要对轴承刚度产生影响,若轴承刚度不够,在同样大小的激振力下引起的振动较大,所以必须将轴承各连接螺栓拧紧,在现场经常发现由于连接螺栓未拧紧而引起振动的现象。
2.6转子中心孔。现代汽轮机转子大轴大都留有中心孔,在中心孔两端用堵头封堵,在检修期间如果不慎让异物(包括油、水等)进入中心孔,在转子装复回原后开机,机组肯定会出现振动异常的现象。
2.7活动部件。检修期间如果有活动部件进入汽轮机,大修后开机活动部件可能在汽流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片,从而造成严重的事故,并引发机组振动;如果发电机内存在活动部件,一方面可能一起发电机内部短路,另一方面可能引起机组振动的不稳定,这将会对机组振动的诊断带来困难。
3运行方面
如果在机组设计制造、安装和检修期间各方面都做得比较好,那机组就不会因为振动过大而影响运行了吗?答案是否定的,机组的振动除了与上面的各方面因素有关外,还与机组的运行状况存在很大的关系。
3.1机组膨胀。前面已经讲述机组滑销系统对机组振动的影响情况,而机组的膨胀是受其滑销系统制约的。当滑销系统本身不存在问题时,如果运行人员操作不当,机组也会出现膨胀不畅的问题。
3.2润滑油温。油膜的形成除了与轴承乌金有关外,还有一个重要因素就是润滑油油温,润滑油油温应该在一个合理的范围内,过高过低都对油膜的形成不利。
3.3轴封温度。每一轴封的温度都不一样,在运行规程所允许的范围内调整轴封温度会对机组的振动产生一定的影响。轴封温度对机组振动的影响主要表现为温度对轴承座标高的影响和温度对端部汽封处动静间隙的影响.
3.4机组真空和排汽缸温度。机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的,其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说,排汽缸温度的变化主要表现在对轴承座标高的影响上,所以会对机组的振动产生影响。
3.5断叶片。当汽轮机发生断叶片时,转子的质量分布明显发生改变,因此机组的振动会发生明显的变化,这种情况在现场有时可能不会被察觉,因为振动的变化既包括振动大小的变化也包括振动相位的变化,而现场大多数仪表只能监视振动大小的变化。为了尽量避免断叶片的现象发生,除了在设计制造和安装检修期间采用适当的措施来保证外,运行中在增减机组负荷时应尽量平稳。
结束语:
总之,对转动机械来说,微小的振动是不可避免的,振动幅度不超过规定标准的属正常振动。这里所说的振动,系指机组转动中振幅比原有水平增加,特别是增加到超过允许标准的振动,也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡(掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等)、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动,以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增加,甚至强烈振动。而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏,加剧动静部分摩擦,形成恶性循环,加剧设备损坏程度。因此,新安装或检修后的机组,必须经过试运行,测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下,方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因,采取措施将振动降到合格范围内,才能移交生产或投入正常运行。多年来,不少机组因振动大而拖延了投产期和检修期。对生产运行来说,接收了振动符合标准的机组以后,还必须加强振动监督,对振动监测做到制度化、经常化,必须在机组振动突然增加达到规程规定值时,及时果断地将机组停运,避免扩大损坏,或对振动虽然增加,但尚未达到规程规定紧急停机数值的异常及时对比分析,查找原因,并采取措施避免设备损坏事故的发生。(建湖公司马如健)
粉尘爆炸的原理、危害及预防措施
近年来我国发生了较多次的粉尘爆炸事故,造成了很严重的财产损失及人生伤害事故,对经济建设和社会安定产生严重不良影响。我们燃煤电厂是国家重点防范火灾单位,每年国家对我厂的消防设施、人员消防培训、消防应急演练、消防应急小组的组建训练等等都进行了详细的检查、指导。每个季度我们都定期对员工进行消防知识培训,力求让大家都能熟悉掌握消防知识。但有部分员工不能认识到粉尘爆炸的危害,认为我们厂没有粉尘爆炸的危险,对于煤场、输煤皮带周边积尘的清理不够积极,留有一定的安全隐患。下面就我对粉尘爆炸的理解说一说。
粉尘爆炸,是指粉尘在爆炸范围内,遇到热源(明火或温度),火焰很快传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
粉尘爆炸多在伴有铝粉、锌粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘(我厂在卸煤、输煤过程中煤尘较多)、植物纤维尘等产生的生产加工场所。
一、粉尘爆炸的条件及原理。
粉尘爆炸条件一般有三个:(1)可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮,形成人们常说的粉尘云;凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘;浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘;沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。具有爆炸性粉尘有:金属(如镁粉、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。某些厂矿生产过程中产生的粉尘,特别是一些有机物加工中产生的粉尘,在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。(2)有充足的空气和氧化剂;(3)有火源或者强烈振动与摩擦。一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等。这些物料的粉尘易发生爆炸燃烧的原因是都有较强的还原剂H、C、N、S等元素存在,当它们与过氧化物和易爆粉尘共存时,便发生分解,由氧化反应产生大量的气体,或者气体量虽小,但释放出大量的燃烧热。例如,铝粉只要在二氧化碳气氛中就有爆炸的危险。
粉尘爆炸的难易与粉尘的物理、化学性质和环境条件有关。一般认为燃烧热越大的物质越容易爆炸,如煤尘、碳、硫黄等。氧化速度快的物质容易爆炸,如镁粉、铝粉、氧化亚铁、染料等。容易带电的粉尘也很容易引起爆炸,如合成树脂粉末、纤维类粉尘、淀粉等。这些导电不良的物质由于与机器或空气摩擦产生的静电积聚起来,当达到一定量时,就会放电产生电火花,构成爆炸的火源。
通常不易引起爆炸的粉尘有土、砂、氧化铁、研磨材料、水泥、石英粉尘以及类似于燃烧后的灰尘等。这类物质的粉尘化学性质比较稳定,所以不易燃烧。但是如果这类粉尘产生在油雾以及CO、CH4、煤气之类可燃气体中,也容易发生爆炸。
粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的:di一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体;第二步是可燃气体与空气混合而燃烧;第三步是粉尘燃烧放出的热量,以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行,其反应速度逐渐加快,通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。
二、粉尘爆炸的影响因素、特点、主要危害
粉尘爆炸的影响因素,(1).物质的燃烧热越大,则其粉尘的爆炸危险性也越大,例如煤、碳、硫的粉尘等;越易氧化的物质,其粉尘越易爆炸,例如镁、氧化亚铁、染料等;越易带电的粉尘越易此起爆炸。粉尘在生产过程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,产生的静电不易散失,造成静电积累,当达到某一数值后,便出现静电放电。静电放电火花能引起火灾和爆炸事故。粉尘爆炸还与其所含挥发物有关。如煤粉中当挥发物低于10%时,就不再发生爆炸,因而焦炭粉尘没有爆炸危险性。(2)颗粒大小,粉尘的表面吸附空气中的氧,颗粒越细,吸附的氧就越多,因而越易发生爆炸,而且,发火点越低,爆炸下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小,不单化学活性增加,而且还容易带上静电。(3)粉尘的浓度,与可燃气体相拟,粉尘爆炸也有一定的浓度范围,也有上下限之分。但在一般资料中多数只列出粉尘的爆炸下限,因为粉尘的爆炸上限较高。
粉尘爆炸的特点(1)多次爆炸是粉尘爆炸的特点。di一次爆炸气浪,会把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内补进来,与扬起的粉尘混合,从而引发二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度会更高。(2)粉尘爆炸所需的小点火能量较高,一般在几十毫焦耳以上。(3)与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。
粉尘爆炸的主要危害,(1)具有极强的破坏性。粉尘爆炸涉及的范围很广,煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。(2)容易产生二次爆炸。di一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内补进来,形成所谓的“返回风”,与扬起的粉尘混合,在di一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多,故二次爆炸威力比di一次要大得多。例如,某硫磺粉厂,磨碎机内部发生爆炸,爆炸波沿气体管道从磨碎机扩散到旋风分离器,在旋风分离器发生了二次爆炸,爆炸波通过爆炸后在旋风分离器上产生的裂口传播到车间中,扬起了沉降在建筑物和工艺设备上的硫磺粉尘,又发生了爆炸。(3)能产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡,必须充分重视。
三、粉尘治理及粉尘爆炸的防范措施
综合抑尘技术主要包括生物纳膜抑尘技术、云雾抑尘技术及湿式收尘技术等关键技术。
生物纳膜抑尘技术,生物纳膜是层间距达到纳米级的双电离层膜,能大限度增加水分子的延展性,并具有强电荷吸附性;将生物纳膜喷附在物料表面, 能吸引和团聚小颗粒粉尘,使其聚合成大颗粒状尘 粒,自重增加而沉降;该技术的除尘率高可达99% 以上,平均运行成本为0.05~0.5元/吨。
云雾抑尘技术是通过高压离子雾化和超声波雾化 ,可产生1μm~100μm的超细干雾;超细干雾颗粒细密,充分增加与粉尘颗粒的接触面积,水雾颗粒与粉尘颗粒碰撞并凝聚,形成团聚物,团聚物不断变大变重,直至最后自然沉降,达到消除粉尘的目的;所产生的干雾颗粒,30%~40%粒径在2.5μm以下,对大气细微颗粒污染的防治效果明显。
湿式收尘技术通过压降来吸收附 着粉尘的空气,在离心力以及水与粉尘气体混合的双重作用下除尘;叶轮等关键设计可提供更高的 除尘效率。
适用于散料生产、加工、运输、装卸等环 节,如矿山、 建筑、采石场、 堆场、港口、火电厂、钢铁 厂、垃圾回收处理等场所。[7-8] 三、防范措施及粉尘爆炸的防范措施如采用有效的通风和生物纳膜抑尘技术等综合抑尘技术除尘措施,严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置,采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房,必须严格按照防爆技术等级进行设计,并单独设置通风、排尘系统。要经常湿式打扫车间地面和设备,避免粉尘飞扬和聚集。保证系统要有很好的密闭性,必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体,以减少氧气的含量,抑制粉尘的爆炸。
常用的防护措施或方案主要有四种:遏制、泄放、抑制、隔离。其中泄放分为正常情况下的压力泄放和无火焰泄放;隔离分为机械隔离和化学隔离。主要防护设备包括:防爆板(Explosion Panel)、防爆门(Explosion Vent)、无焰泄放系统(Flameless Venting)、隔离阀(Explosion Isolation Valve)以及抑爆系统(Explosion Suppression Systems)。在实际应用中,并不是每一种防护措施单独使用,往往采用多种防护措施进行组合运用,以达到更可靠更经济的防护目的。
遏制粉尘,就是在设计、制造粉体处理设备的时候采用增加设备厚度的方法以增加设备的抗压强度,但是这种措施往往以高成本为代价。
粉尘的泄放,包括正常泄放和无焰泄放,是利用防爆板、防爆门、无焰泄放系统对所保护的设备在发生爆炸的时候采取的主动爆破,泄放爆炸压力的办法进行泄压,以达到保护粉体处理设备的安全。防爆板通常用来保护户外的粉体处理设备,如粉尘收集器、旋风收集器等,压力泄放的时候并随有火焰以及粉体的泄放,可能对人员和附近设备产生伤害和破坏;防爆门通常用来保护处理粉体的车间建筑,以达到整个车间避免产生粉体爆炸;对于处于室内的粉体处理设备,有时对泄放要求非常严格,不能产生火焰、物料泄放或者没有预留泄放空间的情况下,通常会采用无焰泄放系统,以达到保护人员以及周围设备的安全。
粉尘爆炸的抑制,爆炸抑制系统是在爆燃现象发生的初期(初始爆炸)由传感器器及时检测到,通过发射器快速在系统设备中喷射抑爆剂,从而避免危及设备乃至装置的二次爆炸,通常情况下爆炸抑制系统与爆炸隔离系统一起组合使用。抑制就是利用了爆炸需要的三要素以及原理。根据这个原理,爆炸需要完整的三个要素,并在适当的条件下产生爆炸。所以要抑制爆炸的发生,必须取消三要素中的一个要素。一种措施是往粉体处理设备内部注入惰性气体如N2、CO2等代替空气,从而降低氧化剂:氧气O2的含量,以达到抑制爆炸的目的;另一种措施是取消易燃易爆物料,但是这是不可能的,因为设备本身就是用来处理该物料的。所以以上两种措施都是不可能或者很难做到的,所以我们一般采用简单的措施,就是取消其中的一个重要要素:火源,从而抑制爆炸的发生。这就要采用爆炸抑制系统,简单的爆炸抑制系统是由四个单元组成:监视器、传感器、发射器和电源。四个单元各自的功能分别为:监视器可以提供可视或者可听的警报,对整个系统的激活、密封故障、气压和电源故障进行监视,而且发射器的发射不是由监视器触发,而是由传感器直接触发,从而大大缩短了抑爆系统的反应时间。传感器由三个朝向不同方向的压力传感器组成,其中一个设定在低压状态,两个设定在高压状态,必须同时有其中两个压力传感器被激活时,整个系统才被触发,从而避免误操作的发生。发射器由抑爆剂筒、气体罐(充满低压氮气200Psi-300Psi)、电子控制器组成,而且抑爆剂(碳酸氢钠粉末)和压力气体分开储存,这样避免使用者在检查和维护的时候不处于受压系统的危险之中。电源给整个系统供电,可以由交流电输入转换成24V直流电,也可以直接使用电池,另外还有三个继电输出端,一个显示交流电的供应情况,一个显示系统是否有故障,一个显示系统是否在工作。这四个单元即可组成一个简单的抑爆系统,但是有时要保护的范围很大,就需要增加发射筒,一个传感器最多可以连接十个发射筒。
粉体爆炸的形成和发展的过程是这样的:在密闭的工业设备内部产生的许多粉末和灰尘与空气中的氧气混合,假如达到适当 的浓度,万一产生了火花,就会由火花发展成小火球,如不抑制就会由小火球发展成大火球,并伴随有高温高压的产生,当压力升高到一定程度,超出了设备的抗压强度,就会发生爆炸。在此过程中,升高的压力会产生冲击波,而且冲击波的传播速度远大于火焰传播的速度,利用这个原理,让抑爆系统的传感器及时探测到冲击波,在火焰还没有时间发展成爆燃的时候,发射器喷射出抑爆剂(碳酸氢钠),将火焰喷灭,从而避免小火球演变成大火球,甚至形成爆炸,从而破坏设备,甚至危害到人身安全。
抑爆系统通俗来说相当于一个自动灭火器,但是在这里要灭的不是熊熊烈火而是发生爆炸前期的小火球。当安装在粉体设备上的传感器探测到设备内部发生火花,使得燃料燃烧,形成小火球,将要发展成大火球产生爆炸的时候,马上发出一个指令给发射筒,发射筒马上会向设备内部喷出灭火剂,把要引发爆炸的火花熄灭,从而抑制了爆炸的发生。
粉尘的隔离,分为机械隔离和化学隔离两种,往往和抑爆系统一起应用。隔离就是把有爆炸危险的设备与相连的设备隔离开,从而避免爆炸的传播,产生二次爆炸。一般在设备的物料入口安装化学隔离,在设备的物料出口安装机械隔离阀。化学隔离和抑爆系统中的发射筒相同,只是一般为45°安装;机械隔离阀类似于常见的闸阀。
在现代工业中,我们给粉体设备做防爆措施,不能只单独考虑某一个设备,要从整体出发,要作为一个防爆系统工程来设计,所以往往需要采取多种方案组合应用。如泄放和机械隔离方案、泄放和化学隔离方案、无焰泄放和机械隔离方案、无焰泄放和化学隔离方案、抑制和机械隔离方案等等,也可能需要所有方案的集合体。
根据国际标准如NFPA68、NAPA69、NFPA654规范的指导,为了工业的安全生产,为了人身和设备的安全,又由于爆炸的不确定性,务必提高安全防范意识,在设计、制造、使用带危险性的粉体设备时,应当给工业粉体设备上保险:采取合适的防护措施进行防爆。
粉尘爆炸的扑救措施,扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水,尤以雾状水为佳。它既可以熄灭燃烧,又可湿润未燃粉尘,驱散和消除悬浮粉尘,降低空气浓度,但忌用直流喷射的水和泡沫,也不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳、1211灭火剂,避免沉积粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸。
对一些金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉等,遇水反应,会使燃烧更剧烈,因此禁止用水扑救。可以用干沙、石灰等(不可冲击);堆积的粉尘如面粉、棉麻粉等,明火熄灭后内部可能还阴燃,也因引起足够重视;对于面积大、距离长的车间的粉尘火灾,要注意采取有效的分割措施,避免火势沿沉积粉尘蔓延或引发连锁爆炸。(沿海公司 曹兆军)
论汽机抽气回热系统
概述:回热抽气系统指与汽轮机回热蒸汽有关的管道及设备,在蒸汽热力循环中,通常是从汽轮机数个中间及抽出一部分蒸汽,送到给水加热器中用于锅炉给水的加热及各种厂用汽等。采用回热循环的主要目的是:提高工质在锅炉内吸热过程的平均温度,以提高极组的热经济性。
1、抽气回热系统的作用:抽气回热系统时原则性热力系统最基本的组成部分,采用蒸汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源的损失,一定量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向空气放热,即避免看蒸汽的热量被空气带走,使蒸汽热量得到充分利用,热好率下降,同时由于利用了在汽轮机做过部分功的蒸汽加热给水,提高了给水的温度,减少了给水加热过程中不可逆损失,在锅炉中的吸热量也相应减少。
2、影响抽气回热系统的经济型地主要参数:影响给水回热加热经济性的主要参数为回热加热分配、相应的给水温度和回热级数,三者紧密联系。相互影响。
3、提高系统循环热效率的措施:将给水温度加热到多少度,才能使循环热效率达到高值?以单极抽气回热为例,回热时给水温度从汽轮机排汽压力下的饱和温度开始逐渐增加,热效率也逐渐增加,热效率达大值时的给水温度佳给水温度,再提高给水加热温度时,热效率反会减少,热经济性就降低。
4、抽气系统组成:本汽轮机具有一级调整抽气和二级回热抽气。一级调整抽气经复速级及一压力级后抽出。主要供工业用气及高压加热器用汽。二级抽气由第五压力级后抽出,供除氧器。三级抽气由第八压力级后抽出,供低压加热器。
在抽气系统的各级抽气管道的电动隔离阀前后和逆止门后,以及管道的低点,分别设置疏水点,以防在机组启动,停机和加热器发生故障时,在系统中有水的积聚。各疏水管道通过疏水母管至本体疏水导致凝汽器(建湖公司左成伟)
热电厂背压机组汽动给水泵与电动给水泵的经济与安全分析
摘要:本论文论述了,江苏森达陈家港热电有限公司汽动给水泵与电动给水泵运行成本对比,并根据我公司的实际情况,假设停运汽动给水泵,开启电动给水泵的理论计算,并增加机组供热水平的想法。针对此设想,做了理论计算和分析。
关键词:汽动给水泵 经济 设想 电动给水泵
前言:电厂锅炉给水泵耗电量占厂用电量的四分之一以上,使中小型热电厂的厂用电量较高,上网电量相对减少。设法降低厂用电量是公司技术改造的主要内容之一,江苏森达陈家港热电有限公司在2007年就将#1电动给水泵改造为汽动泵运行,达到良好的节能降耗效果。根据我公司目前的实际锅炉配套与供热量运行实际情况,便有了假设停运汽动给水泵,运行电动给水泵提高供热量的想法。并初步做了理论计算和分析,得出结论与各位探讨。
设备及有关参数
1、我公司有四台循环流化床锅炉,#1、#2、#3锅炉是济南锅炉厂生产的其型号为YG-75/5.29-M12,设计给水压力7.0Mpa。#4锅炉是无锡华光锅炉厂生产的其型号为UG-130/2.3-M8,设计给水压力7.0Mpa。目前正常供热量平均达200t/h,锅炉正常运行为一大两小运行。
2、我公司有四台锅炉给水泵,#1、#4锅炉给水泵为汽动给水泵,#2、#3锅炉给水泵为电动给水泵,目前锅炉给水平均在250t/h,给水泵正常运行一台汽动泵一台电动给水泵。
3、以下计算的数据均为2014年全年的平均值。
4、2014年全年锅炉补水量158852T,平均每小时181.4T。2014年全年锅炉产汽量1496933T,平均每小时170.9T。
5、根据2014年全年锅炉平均补水量算出给水泵平均功率507kw
6、汽动泵进汽按平均12t/h计算。进汽焓值=3051kj/kg,排汽焓值=2832kj/kg
7、除氧器水温度平均温度35℃,焓值=130kj/kg
8、除氧器出水温度104℃,焓值=435kj/kg
理论经济分析
1、除氧器耗汽量(按2014年平均补水量181.4t/h)。181.4*(435-130)/(435-130)+0.98(2832-435)=20.85t/h
2、除氧器用汽动泵排汽与汽轮机排汽耗汽量差值。
20.85t/h*2832kj/kg=59047.2 kj/kg
59047.2 kj/kg/3051=19.35t/h
20.85t/h-19.35t/h=1.5t/h
3、汽动泵运行热量损失(按2014年平均进汽量12t/h)
12t/h*3051kj/kg-12t/h*2832kj/kg/3051kj/kg=0.86t/h
4、分析。 汽动给水泵每小时用汽损耗,1.5t/h+0.86t/h=2.36t/h。以我公司目前锅炉及机组配置情况,供热量增加时可将这2.36t/h蒸汽供给热用户。我公司目前供热汽价每吨211元计算,2.36*211=498元。按2014年平均用水量算出的平均功率507kw计算,507*0.515=262元。用电动给水泵与汽动泵的差值,498-262=236元,236*24*365=2067360元。每年可为公司多收入2067360元。
5、安全因素。汽动给水泵正常启动时间在半个小时,电动给水泵正常启动时间在1-2分钟,汽动给水泵正常运行情况下如出现事故,需要启动汽动泵时要半个小时才能运行,这样就影响锅炉补水。如是电动给水泵启动时有1-2分钟这样不会影响锅炉补水。
结论:对于我公司目前锅炉及机组配置情况,及目前整个园区的供热情况来看,如何提高供汽能力是我公司首要任务,虽然用汽动泵提高到全厂热效率,但是如何提高供汽能力才是公司的正确任务。以上分析是理论计算得出的数据,具体数值需要实际运行中去计算。
参考文献
1、DL/T904-2004火力发电厂技术经济指标计算方法
2、江苏森达陈家港热电有限公司运行日报表(陈家港公司 郭德友)
简述汽轮机数字电液控制系统DEH
自2011年、2012年我们森达沿海公司的两台汽轮机都改为由南京汽轮发电机厂生产的B15MW汽轮机。其控制系统采用了较为先进的数字电液控制系统DEH,通过这些年的运行对其特性有了一定的了解,下面就我对轮机数字电液控制系统DEH的认识,简单的说一说。
DEH的工作原理:DEH由数字式电子控制器(沃特伍德505E控制器)、操作系统、EH供油系统、保护系统、电液转换器和液压伺服机构组成。DEH装置核心部分,主要采用美国WOODWORD公司产品,其型号为WOODWORD 505E。
WOODWORD 505E 是基于32位微处理器适合汽轮机控制用的数字控制器。它集现场组态控制和操作盘于一体。操作盘包括一个两行(24个字符)显示,一个有30个操作键的的面板,操作盘用来组态505在线调整参数和操作汽轮机起停及运行。通过操作面板上的两行液晶屏可观察控制参数的实际值和设定值。
3.2.4.1 505控制器控制回路
505控制器内有两个相互独立的控制器通道:转速/负荷控制PID回路、辅助控制PID回路。两者通过低选输出,另外有一个PID控制回路可串接在转速控制回路上用于串级控制。其通讯接口有三种。控制器有三种操作模式:程序模式、运行模式和服务模式,程序模式用于组态控制器的功能以适合具体的控制要求,程序模式一旦组态后不再改变,直至需要改变控制功能时。运行模式主要用于操作汽轮机启动正常运行至停机整个控制过程。服务模式可以在运行状态修改设定参数,根据具体汽轮机控制需要通过编程组态用于相应的系统。
并网前在升速过程中,转速闭环为无差控制,505控制器将测量的机组实际转速和给定转速的偏差信号经软件分析处理及PID运算后作为给定输入到阀位控制器并与油动机反馈信号比较后将其偏差放大成电流信号来控制电液驱动器及调节阀门开度,从而减少转速偏差,达到转速无差控制,当转速达到3000/min时,机组可根据需要定速运行,此时DEH可接受自动准同期装置发出的或运行人员手动操作指令,调整机组实现同步,以便并网。
机组并网后,如果采用功率闭环控制,可根据需要决定DEH使机组立即带上初负荷,DEH实测机组功率和机组转速作为反馈信号,转速偏差作为一次调频信号对给定功率进行修正,功率给定与功率反馈比较后,经PID运算和功率放大后,通过电液驱动器和油动机控制调节阀门开度来消除偏差信号,对机组功率实现无差调节,若功率不反馈,则以阀位控制方式运行,即通过增加转速设定,开大调节汽阀,增加进汽量达到增加负荷的目的。在甩负荷时,DEH自动将负荷调节切换到转速调节方式。机组容量较小时建议可不采用功率闭环控制。
当需要实现排汽压力控制时,可以投入串级控制,此时控制器通过改变调节汽阀开度调整排汽压力值。当投入背压控制时,功率控制不用,背压机组建议不采用功率闭环控制。
DEH的主要功能:DEH主要控制汽轮发电机组的转速和功率,从而满足电厂供电供热的要求。它可以控制汽轮机挂闸、冲转、暖机、同期并网、带负荷以及启动前的预暖缸暖阀等全过程。其主要功能1.实现汽轮机的自动启停。2.实现汽轮机的阀门控制及阀门管理。3.实现汽轮机的各种在线试验,包括阀门活动性试验、阀门严密性试验、超速试验、危急保安器注油试验等。4.实现汽轮机一次调频。5.甩负荷工况控制。6.主蒸汽压力控制。7.抽汽压力控制。8.汽轮机超速保护和手动脱扣保护。9.监视汽轮机本体、轴承振动、轴承温度、差胀、轴向位移、缸温等参数。
DEH的运行方式:1.操作员自动方式(Operator Auto.OA)OA.方式时汽轮机启动时的基本运行方式。在该方式下,DEH系统能够根据操作员设定的转速(或负荷)目标值以及升速率等来控制机组升速(或带负荷),并具有完整的保护功能,一般有双机冗余、互相跟踪,故障时可自动无扰切换。2.手动控制方式。手动控制方式也叫阀位控制方式,是开环运行运行方式,根据操作员设定的调节汽门的阀位指令来控制机组升速(或带负荷)。这是非正常方式,只在事故情况下使用。3.自动汽轮机控制方式(Automatic Turbine Startup or Shutdown Control Sysytem,ATC)ATC方式是汽轮机根据热状态、转子热应力情况及汽轮机运行参数,按照预定的程序进行的自启动方式
无需操作员干预,这是汽轮机高级的启动方式,如我厂汽轮机的热态启动。4.远方控制方式ROMTE。远方控制方式是指汽轮机启动过程结束后,其负荷指令来自DCS,以便于实现机炉的协调控制。DEH系统处于远方控制方式时,负荷控制的设定值可由远方系统DCS送来的指令来调整,从而使汽轮机的负荷与电厂锅炉等系统的出力相协调,这是机组启动过程结束后的正常运行方式。
每次启动前,DEH控制器可以自诊断控制器组态,接线及内部硬件是否正常。可对运行过程中控制参数在线进行故障诊断并给出报警指示。当机组超速或程序组态中需要保护项目处于保护状态时。DEH控制器执行停机DEH系统在运行时对伺服机构及其供油系统要多加注意。供油系统滤芯要求在机组投运初期定期清洗或更换。各点油压要求达到设计值。每次机组启动前需进行油动机位置检查:给定DEH控制指令为零,此时阀门全关;若偏差较大,应重新进行阀门标定。运行时注意阀位指令与实际油动机阀位是否一致;若不一致,在停机时必须重新对油动机阀位进行标定。主汽门在运行时须进行活动试验。(沿海公司 杨定勇)
浅谈热电厂安全管理的几点思考
对于热电厂来说,安全生产是一要务,企业全体职工的生命财产安全以及企业的财产等都受到安全生产的影响和制约。通常情况下,安全生产是电力企业的根本利益所在。同样安全生产也是电力企业基业长青的根本所在,直接影响到电力企业的内外形象。近年来,我们热电公司安全生产步入良性发展的轨道。但是,安全生产的责任感时刻提醒着我们:安全生产一方面是管理的过程,另一方面是管理的结果,为了确保安全生产顺利进行,需要我们不断创新和完善。为了确保热电厂安全生产的顺利进行,对员工进行安全生产培训是重要措施。热电厂根据安全生产的需要,对安全教育方法进行研究分析,针对热电厂安全管理中存在的问题,提出相应的政策建议,进而为热电厂的安全管理提供参考依据。
关键词:安全管理 教育培训 热点安全
1 热电厂安全生产的现状
1.1 在日常生产过程中,为了确保热电厂安全生产顺利进行,要不断巩固和强化员工的安全意识,提高员工的综合业务能力,进而要组织有关安全生产的培训。但是,在当前的条件下,能够在员工的实际行动中起到安全生产作用的培训少之又少。每年我们热电公司都组织安全生产方面的教育和培训,在培训过程中,通过对电力行业的案例进行分析,总结事故教训,在一定程度上,员工能够学习兄弟厂家及行业的安全生产知识,但是安全生产的教育和培训很少能够在员工的心灵深处产生共鸣。这种现象出现的根本原因是,安全生产教育培训流于形式,敷衍了事,培训方式单一,内容枯燥,在员工身上体现的安全责任比较少,大部分的安全生产责任都体现在书本上,检查培训效果好坏的标准就是是否背过,安全教育培训只追求“学、背”,根本没有重视效果。
1.2 在安全生产过程中,根本没有完全避免“三违”现象,个别员工经常出现习惯性违章,主要表现在:不戴安全帽就进入生产现场,高处作业没有佩戴安全带;员工在工作过程中存在侥幸心理。这些现象的存在在一定程度上会引发事故。对于员工的违章现象,有的管理者认为安全生产培训侧重的是规程方面的培训,根本没有意识到违章程度的严重性。对于热电厂来说,安全教育培训一方面涉及安全操作规程,另一方面也要涉及对安全风险的认识。为了确保生产的安全性,机、炉、电、化、燃的设备的有关操作都有相应的规章制度和操作流程,对于重大操作,为了确保安全性需要二人以上共同完成。但是,在工作过程中,许多员工认为这样没有必要,并且一人操作不一定会造成事故,存在侥幸心理,疏忽大意。然而,当出现意外情况时,一个人又难以应对,经常出现手忙脚乱的现象,在一定程度上导致断电通知不及时,以及搞混了各种阀门的拆卸程序等,进而引发事故。在安全生产规程中,明文规定进入带电操作间进行操作时,一定要穿戴绝缘鞋(靴)。但有个别员工不执行操作规定,图省事,怕麻烦,认为以前没穿绝缘鞋(靴)也没有发生事故,这次也不会发生,因此就放任自由,进而引发各类触电事故。
1.3 安全教育培训不到位,在生产过程中,违章作业、违章指挥、违反劳动纪律等三违现象是有发生,企业的生产状况及员工的精神面貌,想借助安全生产教育培训来彻底改变,对安全教育培训寄予厚望。许多企业管理者普遍认为,今天进行了安全生产教育培训,希望明天就能见到效果,从某种意义上说,这根本不现实。与投资建设热电厂不同,安全生产培训是一个调整的过程,而投资建设热电厂,热电厂的全貌和每部分设备都可以清楚地看见。通常情况下,安全生产是一种软约束,在短时间内难以显示出其成效,其成效通常在成功处理某次事故中才能显现,在这种情况下,它能够避免恶性误操作,进而预防事故的发生。安全教育培训是内化的过程,在这一过程中,员工树立安全意识,明确安全理念,不断提升整体素质,进而在一定程度上显现安全培训的效果。因此,安全教育培训要从基础做起,不能操之过急,需要通过循序渐进的方式去改变、去完善。
1.4 在热电厂安全生产过程中,安全生产涉及到的点多线长面广,各种危险因素随处可见,主业和辅业都会面临着危险,而且都也不能忽视。与主业的安全生产相比,辅业的安全生产同样重要。但是,实际工作过程中,人们对辅业安全生产培训的重视程度不够,因而在一定程度上对辅业的安全生产培训造成疏忽。当前,针对辅业安全生产的教育培训无论从数量还是规模都比较少。辅业安全生产教育培训的重要性等到事故发生后才被认识。为了给员工一个安全的生产环境,企业要确保全体员工就餐的安全性,一方面做到卫生干净,另一方面安全隐患在自己的工作中无处不在,例如每天炒菜、做饭用的液化气,如果发生泄漏,会引发火灾,甚至导致爆炸事故;如果不按正确的方法使用菜刀、绞肉机等工具,在一定程度上会造成切伤手指;如果蔬菜清洗不干净,会引发集体中毒。另外,安全保卫人员,在生产现场进行巡逻的过程中,可能没有接受相关的安全生产教育培训,不懂得佩戴安全帽的重要性,在一定程度上容易引发事故。在安全生产过程中,事无大小,一件看起来很小的事情,有可能产生夺去员工生命的事故。因此,对安全生产进行教育培训,涉及的内容要广,一方面重视对一线员工进行安全生产教育培训,另一方面对辅业员工的生产也要加大安全生产教育培训力度。
1.5 每次发生事故后,在我们的耳边总有:如果张三提醒一下,他就不会出事了;如果李四再多说一点,他也不至于违反操作规程,也就不会出事。在现实世界中,没有那么多如果,更没有后悔药。我们需要说明的是,在事故发生前,如果张三、李四起到了作用,事故的发生得到预防,证明我们的安全意识已经具备,并且已深入人心,安全文化已经在企业内部形成,而这种局面需要长期做好安全生产教育培训。
2 热电厂开展安全教育培训的途径
2.1 分析培训对象的需求。通过对进行安全教育培训对象进行细分,在一定程度上便于企业有针对性地开展安全生产教育培训。培训对象明确后,按照轻重缓急,决定培训对象的先后顺序。由于工作岗位不同,导致所从事的工作存在一定的差异,因此,需要不同的安全生产知识和技能。通过对培训对象进行细分,进而做到教育培训的针对性。
2.2 分析培训对象的岗位需求。通常情况下,通过安全检查、违章记录、事故记载等途径获得员工的实际工作情况。借助任务分析法,根据新员工工作的实际状况,确定员工的培训内容,对于员工所需的知识和技能,根据实际岗位操作规程来明确;通过对比前后岗位的安全要求,对转岗员工进行差别性培训,在一定程度上避免培训的重复性。
2.3 科学地设置安全培训的内容。为了确保安全教育培训的效果,需要根据培训对象,选择科学合理的培训内容,进而实施教育培训。通过对各类员工的安全需求进行分析后,那么培训的内容主要集中在安全法规和事故赔偿等方面。对于安全管理人员来说,其培训内容集中在安全管理的方法、手段、标准规程等方面,而操作人员则集中在操作规程、技术规范、劳动纪律等方面。安全知识的传输和能力的培养是态度好技能差的员工教育培训的重点;对于态度差技能好的员工,安全教育培训的内容则集中在安全意识和事故教训方面。
2.4 评估安全教育培训的效果。对于安全教育培训来说,为了考察培训是否真正达到目的,需要对安全教育培训的效果进行评估。企业对员工培训评估所采用的问卷调查法、比较评估法、个案分析法、定性定量分析法、集体讨论法等方法同样适合于安全教育培训评估,两者之间的区别是,进行安全教育培训时,设置的评估参数和指标要密切联系安全生产。
企业对员工进行安全生产教育培训,通常情况下是企业有效预防事故的重要举措,同样也是基业常青的基础。安全生产教育培训是企业安全管理的重要内容,企业做好培训的细节,才能使培训达到理想的效果。通过制度的形式对安全生产培训进行长期的坚持,企业的安全生产规范才能进入监管阶段,进而进入自动遵守阶段,最后进入团结互助阶段。综上所述,对员工进行安全生产教育培训,在实际工作中,抓实、抓牢安全生产培训工作,加大安全技能的培训力度,积极培育安全生产文化,不断提高员工的安全意识,进而完成生产任务。在一定程度上,使员工秉承我要安全、我会安全的理念,这样企业才能真正实现基业常青,永续经营。(陈家港公司 朱洪明)
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