我國(guó)電力行業(yè)對(duì)過(guò)濾與分離技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā),始于70年代。到90年代,我國(guó)先后從國(guó)外引進(jìn)了多種新型發(fā)電技術(shù)。在新建造的電廠中運(yùn)用了大量的過(guò)濾與分離技術(shù),并已投入工業(yè)化運(yùn)行。近年來(lái)我國(guó)也加大煙氣脫硫的力度,并已取得了突破性進(jìn)展。這些過(guò)濾與分離技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)我國(guó)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行、降低發(fā)電成本、控制各類污染物的排放,起到了積極有效的作用,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分巨大。
過(guò)濾與分離設(shè)備在電力行業(yè)的應(yīng)用(一)
電力行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì):目前,電力行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是提高汽輪機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性,減少事故停車、延長(zhǎng)檢修周期、提高生產(chǎn)率。在效率提高的同時(shí),降低原料的消耗,降低廢物處理費(fèi)用,嚴(yán)格控制各類污染物的排放。
電力行業(yè)
過(guò)濾器分離設(shè)備
在電力行業(yè)的應(yīng)用:火力發(fā)電廠一般有三大基礎(chǔ)部分構(gòu)成,即:汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐。同時(shí)還有一些輔助系統(tǒng),如:磨煤機(jī)、供煤、除灰、化學(xué)水、空壓機(jī)、齒輪箱、緊急柴油發(fā)電機(jī)、脫硫、送風(fēng)引風(fēng)等。這些系統(tǒng)長(zhǎng)期有效工作,都需應(yīng)用各類污染控制設(shè)備。下面針對(duì)以上系統(tǒng)將過(guò)濾與分離設(shè)備的應(yīng)用一一予以說(shuō)明。
過(guò)濾與分離設(shè)備在電力行業(yè)的應(yīng)用(二)
汽輪機(jī)系統(tǒng)中油液污染控制技術(shù):汽輪機(jī)是發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備,它的正常工作,直接關(guān)系到電廠的效益。汽輪機(jī)對(duì)油液的清潔度要求高,油液中存在的顆粒雜質(zhì)、水、空氣會(huì)加速系統(tǒng)各元件的磨損,腐蝕金屬表面,促使油液變質(zhì)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)表明,油液污染是造成汽輪機(jī)故障停車的較主要原因,約占總停車時(shí)間的54%!一個(gè)有效的清潔度控制系統(tǒng)可以使與油液污染有關(guān)的停運(yùn)事故減少90%。如今,廣大電廠已普遍采用高精度過(guò)濾器和濾油機(jī)把關(guān)鍵的汽輪機(jī)潤(rùn)滑和液壓系統(tǒng)中的污染物降低到較低。這些過(guò)濾系統(tǒng)的使用可使系統(tǒng)快速達(dá)到并維持期望的油液清潔度水平,并且減少軸承的磨損和腐蝕,提高泵和氫氣密封的壽命,提高電液速度控制系統(tǒng)的可靠性,延長(zhǎng)油液使用壽命,從而達(dá)到減少?gòu)?qiáng)迫停機(jī)、更快、更安全啟動(dòng)的目的。
應(yīng)用舉例一:汽輪機(jī)軸承潤(rùn)滑油系統(tǒng)
汽輪機(jī)大多數(shù)系統(tǒng)元件有小于5um的工作間隙。造成軸承啟動(dòng)磨損較嚴(yán)重的是那些與相對(duì)運(yùn)動(dòng)元件表面的動(dòng)態(tài)油膜厚度尺寸相同或稍大的顆粒。因此,清除1-5 um的顆粒,對(duì)于保護(hù)軸承免遭磨料磨損以保證延長(zhǎng)壽命和高可靠性來(lái)說(shuō),是十分重要的。一次原始沖洗并不能保證污染將在系統(tǒng)正常運(yùn)行期間受到抑制。這是因?yàn)榕c汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)伴生的主要磨損----磨料磨損形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)造成的。在圖1中我們看到顆粒如何進(jìn)入兩個(gè)運(yùn)動(dòng)表面之間的間隙,嵌進(jìn)一個(gè)表面中,并起切削刀具的作用從相對(duì)表面上去掉金屬。所產(chǎn)生的切屑如果未被適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾所清除,則將在系統(tǒng)中循環(huán)而引起更多的磨損。隨著磨粒磨損的這種“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”的繼續(xù),這將造成過(guò)早的元件失效,除非采取足夠的過(guò)濾措施來(lái)終止其發(fā)展。因此,對(duì)于汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng),首先采用間隙保護(hù)過(guò)濾器提高元件的工作可靠性和使用壽命。
對(duì)于小型和中型汽輪機(jī),過(guò)濾器一般是在線裝設(shè)的,以便較大限度地保護(hù)關(guān)鍵的軸承系統(tǒng)。目前在許多大型汽輪機(jī)的油箱上裝設(shè)旁路循環(huán)回路(離線)過(guò)濾器,以便連續(xù)過(guò)濾來(lái)防止間隙尺寸顆粒之害。
其次,對(duì)于汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng),還必須控制水污染.研究證實(shí)游離水縮短軸承壽命、增加油液氧化并會(huì)造成油液變質(zhì)。目前采取的方法是在汽輪機(jī)的油箱上裝設(shè)旁路循環(huán)濾油機(jī),這種濾油機(jī)一般分為兩種:真空濾油機(jī)和聚結(jié)濾油機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)的油液不能達(dá)標(biāo),并且油液中含有大量水分時(shí),使用聚結(jié)濾油機(jī);當(dāng)需要將油液中的水份控制在很小的范圍內(nèi),如≤80ppm,則采用真空濾油機(jī)。
應(yīng)用舉例二:汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)沖洗
當(dāng)汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)工作一段時(shí)間或進(jìn)行檢修時(shí),必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。用作系統(tǒng)清洗的試驗(yàn)臺(tái)或清洗臺(tái)是專門為清洗液壓系統(tǒng)和元件而設(shè)計(jì)的一種過(guò)濾凈化裝置,其作用是清除元件和系統(tǒng)在裝配和組裝過(guò)程中殘留及使用過(guò)程中積累的污染物,使之達(dá)到元件和系統(tǒng)要求的清潔度水平。液壓清洗裝置要求具有足夠高的過(guò)濾凈化能力,其系統(tǒng)的清潔度至少達(dá)到被清洗元件和系統(tǒng)所需的清潔度。為此,清洗系統(tǒng)必須裝設(shè)過(guò)濾精度高、納污容量大的過(guò)濾器,其絕對(duì)過(guò)濾精度要求達(dá)到1-5μm。在清洗過(guò)程中要求液流處于充分的紊流狀態(tài)(雷諾數(shù)一般應(yīng)達(dá)到4000以上)以加強(qiáng)對(duì)內(nèi)部殘留污染物的沖刷作用。為此,應(yīng)采用低粘度油液,并盡可能提高液體流速和適當(dāng)增高油液的溫度。
應(yīng)用舉例三:汽輪機(jī)速度控制系統(tǒng)
汽輪機(jī)速度控制系統(tǒng)采用的是電液伺服系統(tǒng)即EH系統(tǒng)(Electrohydraulic Control),是汽輪機(jī)速度調(diào)控的關(guān)鍵,其核心元件是伺服閥。伺服閥根據(jù)給定電信號(hào)和反饋電信號(hào)所構(gòu)成的偏差信號(hào)控制閥芯運(yùn)動(dòng),快速調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的蒸汽供給量,控制汽輪機(jī)按要求的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。伺服閥的性能決定整個(gè)系統(tǒng)的性能(穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性)。伺服閥對(duì)油液的污染非常敏感,電液伺服系統(tǒng)中有90%的故障是由于油液污染造成的。為此,必須在伺服閥前安裝絕對(duì)過(guò)濾精度在1-3μm的高效過(guò)濾器,以有效的保護(hù)伺服閥,防止節(jié)流孔堵塞、閥芯淤塞卡死等故障,減少?zèng)_噬磨損,延長(zhǎng)伺服閥的使用壽命,為EH系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確調(diào)速、安全可靠工作提供保證。
EH系統(tǒng)常采用磷酸脂液壓油作為傳動(dòng)介質(zhì),這種液壓油具有較強(qiáng)的吸水性,若不能對(duì)油液中的水分進(jìn)行有效的控制,則會(huì)使元件腐蝕、油液氧化變質(zhì)。因此,必須采用高效脫水油液凈化機(jī),來(lái)為油液的潔凈和“干燥”提供保證。
發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中油液污染控制技術(shù)
應(yīng)用舉例四:氫氣密封油系統(tǒng)
為了把旋轉(zhuǎn)阻力或轉(zhuǎn)子阻力減至較小,一般采用氫氣充滿發(fā)電機(jī)殼體。為了保持氫氣純凈,減小泄漏并保持較大的發(fā)電容量,采用一種由一些密封圈和有壓供油組成的油密封。此油膜減少密封圈和汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)軸的機(jī)械磨損,并保證牢靠的密封性。污染油液會(huì)磨損軸封并磨損發(fā)電機(jī)軸。這可能導(dǎo)致軸封的過(guò)早返修或更換、氫氣泄漏、發(fā)電機(jī)中較高的鼓風(fēng)損失(降低總效率)及停運(yùn)的可能性。為此,應(yīng)在氫氣密封件上游在線裝設(shè)一個(gè)雙聯(lián)3um過(guò)濾器。高效率小壓降雙聯(lián)過(guò)濾器對(duì)于優(yōu)化氫氣密封系統(tǒng)性能來(lái)說(shuō)是至關(guān)很重要的。
應(yīng)用舉例五:變壓器油
電氣絕緣油用于變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)、反應(yīng)器和其他類型的電氣設(shè)備的運(yùn)行。于是,電器絕緣油通常稱為“變壓器油”。變壓器油有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),其含水量、固體顆粒含量、介電強(qiáng)度等都有極高的要求。因此,對(duì)于變壓器油必須經(jīng)常進(jìn)行過(guò)濾,以去處絕緣油中的水分、固態(tài)或氣態(tài)雜質(zhì)。
對(duì)于變壓器油的處理一般采用移動(dòng)式高精度真空濾油機(jī)。這種濾油設(shè)備可對(duì)變壓器油進(jìn)行脫氣、脫水和過(guò)濾處理。設(shè)備可在戶內(nèi)或戶外使用,也可直接對(duì)儲(chǔ)罐或變壓器作業(yè)。
鍋爐系統(tǒng)中油液污染控制技術(shù)
應(yīng)用舉例六:鍋爐給水泵
鍋爐給水泵在汽輪機(jī)的高效電力生產(chǎn)中擔(dān)任重要角色。鍋爐給水泵往往由一個(gè)包含機(jī)液控制系統(tǒng)和液力偶合器的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。通常,要求使用高精度過(guò)濾器以使機(jī)液控制比例閥和液力偶合器避免遭受污染顆粒的危害。此外,鍋爐給水泵往往使很多水分侵入,導(dǎo)致元件的過(guò)早腐蝕,增加氧化并形成凝膠狀物質(zhì)或油泥。因此,也應(yīng)該增加除水過(guò)濾器來(lái)清除這類污染,以改善鍋爐給水泵的性能和可靠性。
應(yīng)用舉例七:煤炭粉碎機(jī)
煤炭粉碎機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)很容易遭受來(lái)自細(xì)煤顆粒的污染引起故障和磨損。大多數(shù)這種顆粒一般處于5-30um范圍內(nèi)。70%小于10um。細(xì)煤顆粒侵入潤(rùn)滑油系統(tǒng)并可能堵塞節(jié)流孔和軸承間隙,導(dǎo)致軸承表面脫落及造成閥門失效。因此,無(wú)論是球磨機(jī)或是中速磨,其稀油潤(rùn)滑站總是安裝有多級(jí)過(guò)濾器,來(lái)消除齒輪箱和軸承的過(guò)早磨損、降低較高的維修費(fèi)用、提高電廠總效率。
應(yīng)用舉例八:風(fēng)機(jī)油站
鍋爐燃燒需要大量的煤和空氣。煤由磨煤機(jī)供應(yīng),而煤的輸送及燃燒所需空氣供給,就需要由送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)提供了。而高速運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)其軸承都需要各類潤(rùn)滑站提供潤(rùn)滑和散熱。不論那一種軸承,潤(rùn)滑油中的顆粒越少,軸承相對(duì)的壽命越長(zhǎng)。假如油中沒(méi)有顆粒,在小于疲勞載荷的情況下軸承的使用壽命是無(wú)限的,潤(rùn)滑油的清潔度對(duì)軸承的使用壽命有很大的影響。潤(rùn)滑油污染物質(zhì)中的顆粒成為磨損和疲勞破壞的重要原因。潤(rùn)滑油的清潔水平要提高到這些微小顆粒完全不存在的狀態(tài)是非常困難的,但是通過(guò)在線凈化,即在各管路系統(tǒng)中加裝高精度過(guò)濾器和旁路過(guò)濾系統(tǒng),把油的清潔度提高到所需要的水平是完全能夠達(dá)到的。