汽輪機(jī)高位布置技術(shù)是什么？

        通俗來講，高位布置技術(shù)就是將汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)從常規(guī)的13.7米提高至65米，將煤倉間設(shè)備和除氧間設(shè)備，布置在主廠房下部的全新格局。

        為什么要進(jìn)行高位布置？

        國內(nèi)普遍應(yīng)用600攝氏度等級(jí)超超臨界參數(shù)燃煤發(fā)電機(jī)組。為進(jìn)一步提高機(jī)組效率，國家能源局組建了我國700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，開展相關(guān)課題研究活動(dòng)，使機(jī)組效率能達(dá)到50%以上。

        但是700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組的高溫蒸汽管道需要大量使用鎳基合金材料，致使電站造價(jià)大幅度增加。

        如何降低工程造價(jià)成為關(guān)鍵問題，只能從減少高溫管道用量入手。

        錦界公司組建產(chǎn)學(xué)研用項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提出將汽輪發(fā)電機(jī)組高位布置的設(shè)想把汽輪發(fā)電機(jī)組放置的高一些縮短主蒸汽管道連接距離需要的高溫管道就少了成本就降低了！

        團(tuán)隊(duì)依托錦界公司三期2×660兆瓦擴(kuò)建工程對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組高位布置方案展開研究

        高位布置這么簡(jiǎn)單就實(shí)現(xiàn)了？技術(shù)實(shí)踐過程中困難重重正常廠房不能保障汽輪機(jī)的安全自重有1450噸的汽輪發(fā)電機(jī)組放置在65米高的運(yùn)轉(zhuǎn)層上，現(xiàn)有的廠房結(jié)構(gòu)不能滿足要求，巨大的震動(dòng)裝置如遇地震安全也成了問題。

        普通汽輪機(jī)不能承受高處的外部沖擊汽輪發(fā)電機(jī)組整體高位布置需要承受更多、更大的外部沖擊的問題，中間會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)偏擺、彈性基礎(chǔ)變形、層間位移等諸多影響機(jī)組安全的因素。

        高位布置的高溫蒸汽管道應(yīng)力計(jì)算與常規(guī)布置不同簡(jiǎn)單來說，管道應(yīng)力計(jì)算就是算出管道在受到各種壓力和熱脹冷縮的情況下，所產(chǎn)生的與這些外在因素對(duì)抗的內(nèi)力。測(cè)算不出這個(gè)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致無法判斷設(shè)備能承受的力的安全范圍，所以如何進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算也成為了必須解決的問題。

        排氣管道的問題接踵而至高位布置之后，汽輪機(jī)排氣管道需要適應(yīng)全廠疏水和凝結(jié)水的收集，一系列排氣管道問題出現(xiàn)了。排汽裝置及排汽管道阻力大汽輪機(jī)真空吸力不平衡、低壓缸接口推力大、偏擺后位移大排氣管道膨脹受限和失穩(wěn)。
        圖如何對(duì)新的廠房結(jié)構(gòu)和高溫蒸汽管道進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)也成了問題在新的廠房結(jié)構(gòu)和復(fù)雜因素影響下，如何長期監(jiān)測(cè)高溫蒸汽管道的三維位移和振動(dòng)，成為難點(diǎn)。

         如何攻克困難
        
         創(chuàng)新廠房結(jié)構(gòu)，研發(fā)高位布置汽輪發(fā)電機(jī)組基座與主廠房一體化結(jié)構(gòu)體系，將汽機(jī)房獨(dú)立的基座與主廠房聯(lián)合在一起。

        創(chuàng)新汽輪發(fā)電機(jī)本體設(shè)計(jì)

        首次開發(fā)了“全工況汽缸穩(wěn)定性分析方法”，解決了面對(duì)高處情況和彈性基礎(chǔ)的雙重壓力，氣缸會(huì)不平穩(wěn)的問題。首次設(shè)計(jì)了“整機(jī)抗震性能分析方法”，應(yīng)用之后這個(gè)機(jī)組可以在地震之后依然正常啟動(dòng)。（最大可以承受0.8g地震加速度）

         創(chuàng)新高溫蒸汽管道計(jì)算研究

         對(duì)高位布置四大管道進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算分析，共計(jì)算出98種工況組合，應(yīng)力水平控制在60%以內(nèi)，位移控制在250毫米以內(nèi)，解決了高位布置引起的管道整體應(yīng)力水平和管道與設(shè)備接口的推力與推力矩變化較大的問題。創(chuàng)建空冷汽輪機(jī)新型排汽管道結(jié)構(gòu)和補(bǔ)償支撐體系新型排汽管道取消了排汽裝置。創(chuàng)新與汽輪機(jī)的連接形式。采用曲管壓力平衡型補(bǔ)償器。實(shí)現(xiàn)管道水平布置，基本上沒有垂直管道，同時(shí)不會(huì)對(duì)管道系統(tǒng)產(chǎn)生內(nèi)壓推力。排氣管道支撐重新設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)水平排汽主管水平X和Y向的雙向約束，解決排氣管道支撐會(huì)產(chǎn)生偏擺的問題。

        創(chuàng)建了基于主廠房全壽命周期安全保障的數(shù)字化健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

        實(shí)現(xiàn)廠房結(jié)構(gòu)健康。通過人工智能，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)基座臺(tái)板的位移監(jiān)測(cè)和振動(dòng)監(jiān)測(cè)、廠房的機(jī)械監(jiān)測(cè)、各重要設(shè)備的風(fēng)擺位移監(jiān)測(cè)等長期全局性監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)廠房環(huán)境健康。發(fā)明了一種能檢測(cè)多種環(huán)境污染因素的一體化傳感器，并研發(fā)出一套監(jiān)測(cè)環(huán)境污染因素的可視化系統(tǒng)，讓污染無處隱藏，實(shí)現(xiàn)空間環(huán)保與員工職業(yè)健康保障。

        實(shí)現(xiàn)管道健康。通過把監(jiān)控和位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整合，形成了一套完整一體的監(jiān)控測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了廠房管道信息化測(cè)量和在線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

        帶來的效益很多

        與常規(guī)布置的機(jī)組相比，高位布置工程可以減少四大管道質(zhì)量259.5噸，節(jié)省率30.93%，主廠房減少占地面積約50%。