谈核电站汽轮机运行特点与监测诊断

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第29期   作者:茅振武 包利民
[导读] 摘要:汽轮机是核电站运行当中的主要设备,为了保证其稳定运行,做好监测工作十分重要。在本文中,将就核电站汽轮机运行特点与监测诊断进行一定的研究。
        (中核集团福建福清核电有限公司  350300)
        摘要:汽轮机是核电站运行当中的主要设备,为了保证其稳定运行,做好监测工作十分重要。在本文中,将就核电站汽轮机运行特点与监测诊断进行一定的研究。
        关键词:核电站;汽轮机;运行特点;监测
        1 引言
        在我国社会经济不断发展的过程中,社会对于电力也具有了更高的要求。在此过程中,核电事业的发展为我国电力实现了充足的保证。为了能够保证核电事业的稳定发展,即需要能够对安全问题引起重视。对此,即需要能够做好汽轮机特点把握,通过科学监测工作的开展保证运行质量。
        2 运行特点
        在核电站当中,汽轮机所具有的运行特点为:第一,节流调节。对于核电站气流机来说,其具有节流以及喷嘴两种调节方式。对于节流调节方式来说,其不具有调节级,具有较低的工况效率,但设计工况效率较高。对于喷嘴调节方式来说,其具有的特征正好同节流调节方式相反。在现今电站运行当中,主要应用的是节流调节方式,其原因,是因为核电站使用的是定期换料机制,也同核电基本电荷有关;第二,参数低。在现今核电站运行中,其通常为压水堆核电站。在该类电站中,一回路所具有的参数较低,并因此使二回路蒸汽参数也存在不高的情况。通常来说,当核电汽轮机、火电汽轮机具有相同功率时,核电汽轮机在蒸汽做功时即会对较多的主蒸汽流量具有需求。当机组具有相同容量以及背压时,因具有较低的汽轮机参数,同火电汽轮机低压排汽面积相比,为其2倍左右。
        3 监测诊断
        在该项工作开展当中,对于核电汽轮机当中的部件,即需要充分结合其实际性能对一组特性参数进行设定。以实时的方式监测热力参数,以此为基础进行热力计算,对汽轮机运行当中的各项性能指标进行获得。同时,需要在运行中对机组的运行状态进行观察,看其在运行状态方面是否正常,如运行情况一切正常,即需要计算不同部件的特性参数,并联系不同特性参数变化情况判断机组的故障。通常来说,在对机组不同特性参数进行选择时,即需要保证其能够对部件性能进行全面、充分的反映。
        具体来说,在实际监测以及故障诊断当中经常应用到的方式有:第一,小误差热平衡法。在具体工作开展中,要想监测汽轮机不同流级段的特征流通面积,即需要先做好其热平衡图的计算。首先,需要设定流通干效率为初值,对热力循环的能量平衡以及工质进行计算,以此对输出轴功率获得。之后,以此为基础对发电机的实测功率进行反推,在获得输入功率后,对输出轴功率以及输入功率进行比对,如果经过比对两者间存在不平衡情况,则需要重新计算效率并进行调整,保证两者间所具有的偏差处于可接受范围内。为了能够对热平衡图的真实性进行增强,即可以将高压缸功率以及凝结水流量等条件进行引入,以此起到约束作用。该技术在实际应用中,其所具有的原理即是对核电汽轮机汽水流量在通流效率方面敏感性较低的特点进行了应用,在通过该方式计算工质平衡时,即能够获得同真实情况较为接近的结果。此外,也可以通过热平衡试验以及发电机功率测量值计算的方式获得汽轮机热效率精确值。

可以说,汽轮机在运行当中的性能是否存在偏离情况,则可以通过该方式的应用进行判定。对于大部分情况来说,汽轮机性能之所以会发生偏离情况,都同其通流效率较低具有一定的关联,工质平衡偏离导致的性能偏离也是存在的常见的情况,如再热压损过大、汽水内漏等等,通过小误差热平衡方式的应用,则能够对真实的工质平衡状况进行获得,这在汽轮机性能监测方面具有积极的意义;第二,特征通流面积表征。在级段变工况时,通过该表征量的应用,在稳定性方面即能够获得较好的表现。即可以通过特征流通面积量对汽轮机通流级段的性能进行表现,并将其应用在性能监测诊断当中。在汽轮机运行中,隔板汽封出现磨损、隔板流道被异物堵塞、叶面出现机械损伤等情况的存在都将影响到特征通流面积,在实际设备运行中,当某级段特征流通面积超限时,即可以判断正是该级段存在问题。此时,即可以对相关的数据进行分析,对问题的解决方案找出。如当过热区发生故障问题时,则可以将级段效率作为辅助参数,在此基础上诊断故障。此外,特征流通面积也将受到机械故障因素的影响,当机组上存在叶片断落时,仅仅会影响到轴系振动,甚至在大修时才会发现该问题,并可能因此导致较为严重损失的发生。而如果通过特征流通面积进行诊断,因叶片在断落后会对流通面积进行增加,则能够因此改变流通面积参数。、
        4 系统建设
        为了能够更好的对汽轮机进行监测,做好监控系统的建立与运行也具有十分重要的意义。在该系统运行中,即能够自动实现对相关数据的采集,在计算后进行偏差分析,以此对工况寻优、故障诊断以及生产报表等工作进行完成:第一,实时监测模块。在系统实时监测中,可以根据一定的方式将系统实现对多个子系统的划分,以此对系统中压力位移、温度等信号进行监测,以此保证对于整个系统生产状况的把握。同时,也将在人机界面中生成棒状图、参数分类表以及趋势图等突变,便于人员能够对设备运行情况进行随时的掌握;第二,数据处理模块。在系统对输入信号进行处理后,则会比较、分析处理的结果,以此对异常情况进行及时发现。在数据分析方面,通常会通过模型建立方式实现目标,如通过热通流面积分析以及小误差热平衡方式分析性能,以此为基础对热力计算软件进行开发;第三,偏差分析模块。该模块能够在数据库中定期提取,通过这部分数据同最优参数值进行对比。在比较过程中,如现今参数同记录的参数值相比更优,则会将新参数更新到系统当中。否则则会自动进行参数偏差分析,对汽轮机运行当中存在的缺陷与问题进行找出,为系统运行性能提升提供可靠依据。该系统同时也具有生产报表输出、试验平台以及故障诊断功能,以此指导实际生产情况,为系统的升级优化提供依据。
        5 结束语
        在上文中,我们对核电站汽轮机运行特点与监测诊断进行了一定的研究。在未来工作中,即需要能够做好监测诊断工作,不断提升汽轮机运行水平。
        参考文献
        [1]核电站汽轮机运行特点与监测诊断[J].刘晓东.山东工业技术.2016(19).
        [2]浅谈核电站汽轮机运行特点与监测诊断[J].夏仕峰.科技风.2015(12).
        [3]核电站汽轮机运行监测与诊断浅析[J].郝慧峰.科技与企业.2014(23).
        [4]核电站汽轮机运行性能监测与诊断[J].邓德兵,赵清森,陈伟,刘刚.动力工程学报.2011(08).
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