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过滤与分离设备在电力行业的应用(一)

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2016/01/28 17:28
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     我国电力行业对过滤与分离技术的研究与开发,始于70年代。到90年代,我国先后从国外引进了多种新型发电技术。在新建造的电厂中运用了大量的过滤与分离技术,并已投入工业化运行。近年来我国也加大烟气脱硫的力度,并已取得了突破性进展。这些过滤与分离技术的应用,对我国电厂的稳定运行、降低发电成本、控制各类污染物的排放,起到了积极有效的作用,其经济效益和社会效益都十分巨大。

过滤与分离设备在电力行业的应用(一)

一、电力行业发展的趋势

目前,电力行业发展的趋势是提高汽轮机和发动机的可靠性,减少事故停车、延长检修周期、提高生产率。在效率提高的同时,降低原料的消耗,降低废物处理费用,严格控制各类污染物的排放。

过滤与分离设备在电力行业的应用(一)

    二、过滤与分离设备在电力行业的应用

      火力发电厂一般有三大基础部分构成,即:汽轮机、发电机、锅炉。同时还有一些辅助系统,如:磨煤机、供煤、除灰、化学水、空压机、齿轮箱、紧急柴油发电机、脱硫、送风引风等。这些系统长期有效工作,都需应用各类污染控制设备。下面针对以上系统将过滤与分离设备的应用一一予以说明。

过滤与分离设备在电力行业的应用(一)

1、汽轮机系统中油液污染控制技术

汽轮机是发电厂的关键设备,它的正常工作,直接关系到电厂的效益。汽轮机对油液的清洁度要求高,油液中存在的颗粒杂质、水、空气会加速系统各元件的磨损,腐蚀金属表面,促使油液变质。经统计表明,油液污染是造成汽轮机故障停车的最主要原因,约占总停车时间的54%!一个有效的清洁度控制系统可以使与油液污染有关的停运事故减少90%。如今,广大电厂已普遍采用高精度过滤器和滤油机把关键的汽轮机润滑和液压系统中的污染物降低到最低。这些过滤系统的使用可使系统快速达到并维持期望的油液清洁度水平,并且减少轴承的磨损和腐蚀,提高泵和氢气密封的寿命,提高电液速度控制系统的可靠性,延长油液使用寿命,从而达到减少强迫停机、更快、更安全启动的目的。

过滤与分离设备在电力行业的应用(一)

应用举例一:

汽轮机轴承润滑油系统

汽轮机大多数系统元件有小于5um的工作间隙。造成轴承启动磨损最严重的是那些与相对运动元件表面的动态油膜厚度尺寸相同或稍大的颗粒。因此,清除1-5 um的颗粒,对于保护轴承免遭磨料磨损以保证延长寿命和高可靠性来说,是十分重要的。

一次原始冲洗并不能保证污染将在系统正常运行期间受到抑制。这是因为与汽轮机润滑系统和液压系统伴生的主要磨损----磨料磨损形成链式反应造成的。在图1中我们看到颗粒如何进入两个运动表面之间的间隙,嵌进一个表面中,并起切削刀具的作用从相对表面上去掉金属。所产生的切屑如果未被适当的过滤所清除,则将在系统中循环而引起更多的磨损。随着磨粒磨损的这种“链式反应”的继续,这将造成过早的元件失效,除非采取足够的过滤措施来终止其发展。
      因此,对于汽轮机润滑系统,首先采用间隙保护过滤器提高元件的工作可靠性和使用寿命。
      对于小型和中型汽轮机,过滤器一般是在线装设的,以便最大限度地保护关键的轴承系统。目前在许多大型汽轮机的油箱上装设旁路循环回路(离线)过滤器,以便连续过滤来防止间隙尺寸颗粒之害。
      其次,对于汽轮机润滑系统,还必须控制水污染.
      研究证实游离水缩短轴承寿命、增加油液氧化并会造成油液变质。目前采取的方法是在汽轮机的油箱上装设旁路循环滤油机,这种滤油机一般分为两种:真空滤油机和聚结滤油机。当系统的油液不能达标,并且油液中含有大量水分时,使用聚结滤油机;当需要将油液中的水份控制在很小的范围内,如≤80ppm,则采用真空滤油机。

过滤与分离设备在电力行业的应用(一)

 

 

 

 

 

应用举例二:

汽轮机润滑系统冲洗

当汽轮机润滑系统工作一段时间或进行检修时,必须对系统进行清洗。用作系统清洗的试验台或清洗台是专门为清洗液压系统和元件而设计的一种过滤净化装置,其作用是清除元件和系统在装配和组装过程中残留及使用过程中积累的污染物,使之达到元件和系统要求的清洁度水平。液压清洗装置要求具有足够高的过滤净化能力,其系统的清洁度至少达到被清洗元件和系统所需的清洁度。为此,清洗系统必须装设过滤精度高、纳污容量大的过滤器,其绝对过滤精度要求达到1-5μm。在清洗过程中要求液流处于充分的紊流状态(雷诺数一般应达到4000以上)以加强对内部残留污染物的冲刷作用。为此,应采用低粘度油液,并尽可能提高液体流速和适当增高油液的温度。

过滤与分离设备在电力行业的应用(一)

应用举例三:

汽轮机速度控制系统

汽轮机速度控制系统采用的是电液伺服系统即EH系统(Electrohydraulic Control),是汽轮机速度调控的关键,其核心元件是伺服阀。伺服阀根据给定电信号和反馈电信号所构成的偏差信号控制阀芯运动,快速调节汽轮机的蒸汽供给量,控制汽轮机按要求的速度运转。伺服阀的性能决定整个系统的性能(稳定性、快速性、准确性)。伺服阀对油液的污染非常敏感,电液伺服系统中有90%的故障是由于油液污染造成的。为此,必须在伺服阀前安装绝对过滤精度在1-3μm的高效过滤器,以有效的保护伺服阀,防止节流孔堵塞、阀芯淤塞卡死等故障,减少冲噬磨损,延长伺服阀的使用寿命,为EH系统快速、准确调速、安全可靠工作提供保证。

EH系统常采用磷酸脂液压油作为传动介质,这种液压油具有较强的吸水性,若不能对油液中的水分进行有效的控制,则会使元件腐蚀、油液氧化变质。因此,必须采用高效脱水油液净化机,来为油液的洁净和“干燥”提供保证。

2、发电机系统中油液污染控制技术

应用举例四:

氢气密封油系统

为了把旋转阻力或转子阻力减至最小,一般采用氢气充满发电机壳体。为了保持氢气纯净,减小泄漏并保持最大的发电容量,采用一种由一些密封圈和有压供油组成的油密封。此油膜减少密封圈和汽轮机和发电机轴的机械磨损,并保证牢靠的密封性。污染油液会磨损轴封并磨损发电机轴。这可能导致轴封的过早返修或更换、氢气泄漏、发电机中较高的鼓风损失(降低总效率)及停运的可能性。为此,应在氢气密封件上游在线装设一个双联3um过滤器。高效率小压降双联过滤器对于优化氢气密封系统性能来说是至关很重要的。

应用举例五:

变压器油

电气绝缘油用于变压器、断路器、开关、反应器和其他类型的电气设备的运行。于是,电器绝缘油通常称为“变压器油”。变压器油有严格的标准,其含水量、固体颗粒含量、介电强度等都有极高的要求。因此,对于变压器油必须经常进行过滤,以去处绝缘油中的水分、固态或气态杂质。

对于变压器油的处理一般采用移动式高精度真空滤油机。这种滤油设备可对变压器油进行脱气、脱水和过滤处理。设备可在户内或户外使用,也可直接对储罐或变压器作业。