火力发电厂汽机改造过程中原有基础利旧核算的探讨

火力发电厂汽机改造过程中原有基础利旧核算的探讨

河北西柏坡发电有限责任公司河北石家庄050000

摘要:我国现在的发电方式还是以火力发电为主,汽机作为发电过程中的众多设备之一,在这一发电过程中更是发挥了关键作用,和其他设备共同构成了整个发电过程,尽管不能没有其他其它设备的辅助,但是汽机的作用仍是不能代替的,它直接影响着发电过程的运行。本文依据300mw机组火力发电厂汽轮机为目标,致力于提升汽机辅机的运行效率,使在利用火力发电的过程中,能够耗费较少的资源,获得更多电力,极大促进我国电力事业的发展。

关键词:辅机优化;利旧核算

引言

近年来,我国经济水平逐渐提高,电力行业得到了快速的发展,而火力发电厂中的汽机辅机作为整个火力发电厂中重要组成部分,对于电力行业的发展来说起到了非常重要的作用。火力发电厂中不仅包括了去汽机设备意外,同时还包括了许多重要的辅机设备,这些设备对于电力对的生产、电力的安全、稳定运行有着至关重要的作用。因此,电力行业在发展过程中应该提高对火力发电厂汽机辅机优化工作的重视,并根据社会发展的需求将现有的汽机辅机设备创新完善,只有这样才能提升汽机辅机的运行质量与效率。

1原有汽机基础核算

1.1关于汽轮机基础偏心距核算

原有汽机基础偏心距应满足《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL5022-2012第6.1.7条规定,传到基础上的全部设备净重及基础自重(含底板自重及其上回填土重)之和的重心与基础底面形心的偏心值与平行偏心方向基础底面边长之比不应大于3%。同时应查阅汽机基础沉降观测记录或者基础评定报告,查阅基础是否存在不均匀沉降。

1.2汽机基础承载力核算

汽机基础需要具有一定的强度,可通过提取荷载信息根据《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL5022-2012和《动力机器基础设计规范》GB50040-96规范进行荷载组合,其中动内力的计算可根据空间多自由度体系直接计算动内力,也可根据规范公式按当量荷载简化分析进行核算。汽机基础的强度计算与常规混凝土基础基本相同,不同之处是基础为动力结构,振动荷载需要作为一个单独的荷载工况参与到荷载组合中,同时强度计算需要考虑钢筋和混凝土的疲劳影响。框架式汽机基础应按空间多自由度模型进行核算,其构件内力具有明显的空间性,应考虑梁柱可能需要的各种内力组合。梁柱截面应从垂直和水平两个方向进行承载力分析核算。其中柱截面承载力核算主要包括正截面受拉、正截面受压、斜截面受剪等配筋核算,受扭、疲劳和正常使用极限状态验算(如裂缝、挠度等)通常可不做要求。梁截面承载力核算主要包括正截面受弯和斜截面受剪的配筋核算,受扭、疲劳、正常使用极限状态验算可以不做要求,仅对必要的局部构件进行验算即可。框架式汽机基础的梁处于双向受弯状态,理论上应按照斜向弯曲进行双向受弯核算,如分解成两个相互垂直的单项弯矩核算较为安全,因此梁可以简化为两个单向受弯进行分析核算。但柱截面的双向偏心受压不能简化,应按照双偏压进行核算。汽机基础由于其特殊性,虽为钢筋混凝土框架结构,但其构件截面尺寸由于动力及静变形要求往往远超静力计算的需要。如按照GB50011抗震规范进行配筋,会导致截面配筋密集,对施工造成很大的不便,因此汽机基础配筋构造往往需要结合成熟的工程经验,不必完全遵循抗震构造要求。但汽机基础应根据GB5001规范采用两阶段设计法进行地震作用下的核算。第一阶段应验算多遇地震作用下以概率为基础的构件截面抗震承载力和弹性变形,第二个阶段验算罕遇地震作用下弹塑性变形。一般工程可仅进行多遇地震作用下弹性阶段的验算,而8度Ⅳ类及以上高烈度区,结构的地震作用反应明显加大,为确保汽机基础满足规范的两阶段要求,宜补充罕遇地震作用下的变形验算,可采用静力弹塑性简化分析方法进行验算。框架式汽机基础的底板主要用于嵌固柱子,将上部荷载均匀传给地基,并通过底板刚度调整不均匀沉降。在基础底板承载力核算时需考虑动力折减系数,对框架式基础,当地基为密实的中粗砂、碎石土、基岩或端承桩时可采用1.0,其余取0.8。在验算地基承载力时,通常仅需验算永久荷载作用下地基承载力,不考虑动力荷载和事故工况下偶然荷载的影响。基础底板沉降验算可按GB50007规范要求进行。

2火力发电厂汽机辅机优化措施

2.1优化汽机辅机的抽气设备

在发电过程中,因为凝汽机的独特特征,要求凝汽机内部始终保持真空,因此汽机辅机的抽气设备成为了其中必不可少的一部分,并且这一设备的质量直接影响汽机辅机的工作状态。凝汽机存在的主要功能是在发电过程中,把汽轮机生成的水蒸气凝结成水,继续作为动力使用,使汽机辅机内部自动形成水循环,减少了工人的工作量,也避免了资源的浪费。喷射式真空抽气机现阶段被发电厂普遍使用,再继续细化,有射汽抽气器和射水抽气器两种,两者作用没有大小之分,在选择时要结合发电厂实际情况。而且,使用真空泵技术将是一个大的趋势,尽管现在由于技术不够成熟,使用真空泵的成本较高,但是胜在使用方便,所以随着技术发展的进步,将会越来越多地被使用。

2.2给水泵的优化

火力发电厂在发展过程中所使用的给水泵对于发电厂的发展来说有着非常重要的作用,常见的给水泵设备主要由变速给水泵与定速水泵这两种模式组成。其中的变速给水泵主要根据火力电厂在发展状况对给水泵的平移速度进行合理控制,做好火力发电厂设备运转速度的控制工作;而定速给水泵在实际运行期间主要根据锅炉的运行状况进行锅炉的水阀门进行控制。如果给水泵在实际运行期间,给水泵处于一种低负荷的状态运行,那么对火力电厂给水泵阀门就会造成很大的损失。要想从根本上解决这一问题,就应该优化给水泵设备,做好阀门定速与变速的控制工作,将给水泵设备进行有效的调节,改变现有给水量,从而保证其可以在低负荷状态下节省水资源,提高火力发电厂经济效益,促进自身快速发展。在给水泵实际运行期间,应该做好给水泵启动泵的控制工作保证其3000r/min中处于中速运转的状况,这从而减少给水泵的消耗量。

2.3循环水泵的优化

在火力发电厂汽轮机组与冷却水温度一定的情况下,应该做好凝汽器压力的控制工作,保证给水泵的的压力会随着循环系统中的水流量的变化全过程进行合理控制,只有这样才能减少机组在实际运行时出现能源过分损耗的现象发生,为整个设备的稳定运行提供良好的保障基础。汽轮机组中的冷却水温度对于整个循环给水泵的能耗来说也有着非常重要的作用。当给水泵中水流量处于逐步加大的状态时,那么给水泵的能耗就会有所提升,并在一定程度上降低整个凝汽器的压力。在给水泵实际运行期间,要想保证其可以顺利进行下去,并将自身的功能、价值体现出来,就应该将现有给水泵运行方式进行合理控制,并将其通过循环运转的形式进行功能流量、汽轮机组压力等进行合理测试,掌握循环给水泵负荷机组的循环水温变化的控制工作,保证其可以在最佳的水温状况下运行,降低整个给水泵的负荷压力。

结语

除本文所述核算内容外,一般实际工程还应按照汽轮机制作厂家的要求进行基础的静位变计算,保证基础具有一定的刚度,避免因基础变形而影响机组整个轴系平直度,不利于机组的稳定运行。通过原有汽机基础的核算,得出各项核算结果,然后根据结果数据有针对性的对基础进行改造加固处理,从而保证改造后汽机基础的可靠性以及改造后汽机的稳定运行。

参考文献:

[1]许智宏.浅析火力发电厂中汽机辅机的优化运行[J].科技与企业,2012(22):306-30.

[2]潘茂华.分析火力发电厂汽机辅机的优化运行[J].科技创业家,2013(20).

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