火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行管理與優(yōu)化

馮福祥

【摘 要】電廠汽輪機(jī)作為電廠的重要組成部分，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性可以在很大程度上影響機(jī)組的運(yùn)行性能，本文從汽輪機(jī)運(yùn)行主要因素出發(fā)，分析了汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化與節(jié)能的一些方法，從汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行以及停機(jī)三個(gè)方面分析了汽輪所處不同狀態(tài)是的運(yùn)行優(yōu)化方法。本文可以為實(shí)際從事汽輪機(jī)運(yùn)行管理的相關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)運(yùn)行；經(jīng)濟(jì)性；優(yōu)化；節(jié)能減排

1 汽輪機(jī)節(jié)能降耗可行性分析

本文從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面分析汽輪機(jī)節(jié)能降耗的可行性：首先，從技術(shù)方面來進(jìn)行考慮，國內(nèi)對(duì)老機(jī)組的改造開始的很早，在20世紀(jì)末就有這方面的技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展和完善，國內(nèi)對(duì)汽輪機(jī)節(jié)能改造從理論和經(jīng)驗(yàn)上的認(rèn)識(shí)都已經(jīng)十分成熟，能快速高效的完成對(duì)汽輪機(jī)的改造?；谝陨显?，目前國內(nèi)改造之后的汽輪機(jī)的運(yùn)行性能得到進(jìn)一步的提升，特別是熱效率獲得了很大程度的提升，減少能源的浪費(fèi)和污染物的排放量，提升了可用能源轉(zhuǎn)化的效率，此外，改造后的汽輪機(jī)在安全性和可靠性的角度都會(huì)有不同程度的提升。因此，我國當(dāng)前完全具備對(duì)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的改進(jìn)和電廠經(jīng)濟(jì)性的提升。另外，節(jié)能減排雖然是電廠改造的目標(biāo)，但是節(jié)能改造一定會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)大的資金和時(shí)間，在進(jìn)行汽輪機(jī)節(jié)能改造之前一定要合理分析和計(jì)算汽輪機(jī)改造的經(jīng)濟(jì)性，不能簡(jiǎn)單的考慮電廠的節(jié)能看，這是得不償失的。從過去幾十年積累的經(jīng)驗(yàn)來看，現(xiàn)有汽輪機(jī)的節(jié)能改造的投入與收益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采購新機(jī)組所產(chǎn)生的收益，從長遠(yuǎn)看也符合電廠的經(jīng)濟(jì)效益，因此改造具有經(jīng)濟(jì)上的可行性。

2 影響汽輪機(jī)運(yùn)行的主要因素

分析了解電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的影響因素，找到汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的缺點(diǎn)和不足，才能實(shí)現(xiàn)電廠汽輪機(jī)節(jié)能改造的高效進(jìn)行。本文總結(jié)了影響汽輪機(jī)運(yùn)行性能的一些主要參數(shù)和因素，分別如下：

（1）機(jī)組真空降低，這一點(diǎn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性的影響是十分明顯的，機(jī)組真空度降低，等于提升了循環(huán)中冷端的溫度，會(huì)造成機(jī)組發(fā)電效率的降低、發(fā)電煤耗的增加，最終引起發(fā)電成本的提升。

（2）汽輪機(jī)進(jìn)水，發(fā)生水沖擊，水沖擊不只會(huì)使汽輪機(jī)的運(yùn)行效率下降，更會(huì)影響汽輪機(jī)葉片的壽命，對(duì)汽輪機(jī)的安全運(yùn)行造成極大的威脅，這一點(diǎn)在運(yùn)行中一定要避免其發(fā)生。

（3）從循環(huán)的角度來看，主蒸汽溫度越高對(duì)機(jī)組的運(yùn)行效率越有利，但是并不是主蒸汽溫度越高就越好，主蒸汽溫度過高會(huì)對(duì)汽輪機(jī)入口葉片造成熱沖擊，降低汽輪機(jī)葉片的壽命，當(dāng)然主蒸汽溫度也不宜過低，過低會(huì)使汽輪機(jī)效率大幅度降低。

（4）主蒸汽壓力過高或過低，這與主蒸汽溫度的影響是類似的，壓力過高會(huì)沖擊入口葉片，過低會(huì)使機(jī)組效率降低。

3 汽輪機(jī)運(yùn)行節(jié)能的主要途徑和方法

從上文的分析可以看出，主蒸汽參數(shù)和冷端參數(shù)是影響汽輪機(jī)運(yùn)行效率的主要參數(shù)，所以汽輪機(jī)節(jié)能該要也要從這幾個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行討論。汽輪機(jī)節(jié)能改造的主要途徑包括以下幾點(diǎn)：

（1）維持凝汽器最佳真空，凝汽器真空是影響汽輪機(jī)運(yùn)行的重要因素，為了保證汽輪機(jī)具有較高的運(yùn)行效率，要通過各種參數(shù)的調(diào)節(jié)使凝汽器的真空在最佳狀態(tài)，這樣就可以減少汽輪機(jī)對(duì)能源的浪費(fèi)，提高能源利用率，使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益在一定程度上得到提升。具體來說，可以從以下幾個(gè)方面出發(fā)來確保汽輪機(jī)的最佳真空狀態(tài)：A.保證機(jī)組的密封性良好，要對(duì)機(jī)組的密封性定期進(jìn)行檢查，防止凝汽器密封性的降低，利用汽輪機(jī)在大修的時(shí)間合理高效的對(duì)汽輪機(jī)以及凝汽器系統(tǒng)存在的漏洞進(jìn)行檢測(cè)和處理。B.泵的維護(hù)對(duì)凝汽器真空的保持也是很重要的，泵的運(yùn)行直接影響循環(huán)泵工和凝汽器冷卻溫度，影響汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。C.凝汽器水垢的處理是關(guān)系到凝汽器壽命和真空度的一個(gè)重要問題，要嚴(yán)格控制凝汽器的水質(zhì)，保證凝汽器換熱性能的良好。

（2）提高給水溫度，給水進(jìn)入鍋爐吸收熱量產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，給水溫度越高，鍋爐燃燒所需燃料就越少，降低了燃料的使用量，提高了機(jī)組的運(yùn)行效率和運(yùn)行性能。但是給水溫度不能太高，太高的話就會(huì)增大汽輪機(jī)抽氣量，降低汽輪機(jī)輸出功率，影響機(jī)組的運(yùn)行性能。對(duì)于提高給水溫度，本文提出了以下幾點(diǎn)方案：A.按照機(jī)組的相關(guān)給定規(guī)程投入機(jī)組滑啟、滑停；機(jī)組啟停嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定及時(shí)投入或解列高加；加強(qiáng)高加運(yùn)行維護(hù)，防止運(yùn)行操作不當(dāng)，造成高加保護(hù)動(dòng)作解列。B.維持運(yùn)行過程中各個(gè)高壓加熱器和低壓加熱器中水溫的穩(wěn)定，這不只關(guān)系到機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)機(jī)組運(yùn)行過程中安全性的影響也是很大的。C.檢測(cè)加熱器是否出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，并且進(jìn)行及時(shí)處理，保證各個(gè)加熱器運(yùn)行過程中的密閉性。

4 汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行及停止的合理控制

實(shí)際的汽輪機(jī)在使用過程中，都要處于啟動(dòng)、運(yùn)行及停止三個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)，討論這三個(gè)運(yùn)行狀態(tài)下汽輪機(jī)運(yùn)行的優(yōu)化具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，可以為實(shí)際運(yùn)行的汽輪機(jī)和機(jī)組提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。首先是汽輪機(jī)的啟動(dòng)過程，在啟動(dòng)過程中降低沖轉(zhuǎn)參數(shù)，冷態(tài)汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)參數(shù)為：主汽壓力2.5～3.5MPa，主汽溫度為300℃以上，具有50%以上過熱度，且不高于420℃，凝汽器真空在60KPa以上。但根據(jù)現(xiàn)有的運(yùn)行情況來看，每次啟動(dòng)機(jī)組時(shí)主汽壓力都高于2.5～3.5MPa，真空都高于80～90KPa，每次在啟動(dòng)后都需要長時(shí)間暖機(jī)，從而加長了并網(wǎng)時(shí)間，增加了啟動(dòng)時(shí)的廠用電率，每次鍋爐啟動(dòng)后汽輪機(jī)方面暖管的時(shí)間長，暖管的質(zhì)量不高，從而每次啟動(dòng)汽輪機(jī)前主汽壓力均偏高，針對(duì)此種隋況特提出以下措施：主汽壓力高采用開高低旁的方法將壓力維持在2.5MPa～3.0MPa左右，適當(dāng)手動(dòng)開啟真空破壞門維持汽輪機(jī)真空在65～70KPa，以增加進(jìn)^汽輪機(jī)的蒸汽量，提高暖機(jī)速度而目還有利于脹差的控制，縮短并網(wǎng)時(shí)間。其次是汽輪機(jī)的運(yùn)行，這部分也是汽輪機(jī)大部分時(shí)間運(yùn)行的裝狀態(tài)，運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，汽輪機(jī)采用“定—滑—定”的運(yùn)行方式，即在極低負(fù)荷時(shí)為了保持鍋爐的水循環(huán)工況和燃燒的穩(wěn)定性、給水泵軸臨界轉(zhuǎn)速的限制，因而采用低水平的定壓調(diào)節(jié)；在高負(fù)荷區(qū)域采用噴嘴調(diào)節(jié)，用改變通流面積的方法毫以保持機(jī)組的高效率；在中間負(fù)荷區(qū)一個(gè)調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉，處于滑壓運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)通過鍋爐調(diào)整壓力來加減負(fù)荷。且“定—滑—定”適應(yīng)負(fù)荷變化能力強(qiáng)，能滿足機(jī)組一次調(diào)頻的需要，此種方式也由于只有一個(gè)調(diào)節(jié)汽門未全開從而減少了節(jié)流損失。在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)的主汽壓力，主汽溫度適當(dāng)提高，保證加熱器有高的投入率，合理調(diào)整加熱器水位，減少加熱器端差提高給水溫度。最后就是汽輪機(jī)的停機(jī)過程，汽輪機(jī)機(jī)組在正常停機(jī)或在非計(jì)劃停機(jī)時(shí)宜采用滑參數(shù)停機(jī)，這樣即可以利用鍋爐余熱發(fā)電，也可以降低鍋爐、汽輪機(jī)設(shè)備的溫度以利于設(shè)備的檢修。

5 結(jié)論

環(huán)境的惡化和能源的短缺，使國內(nèi)外逐漸認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排的重要性。我國要走可持續(xù)發(fā)展的到來，節(jié)能減排是必不可少的。電廠作為我國的能源大戶，能源的節(jié)約就顯的尤為重要。電廠汽輪機(jī)作為電廠的重要組成部分，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性可以在很大程度上影響機(jī)組的運(yùn)行性能，本文從汽輪機(jī)運(yùn)行主要因素出發(fā)，分析了汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化與節(jié)能的一些方法，從汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行以及停機(jī)三個(gè)方面分析了汽輪所處不同狀態(tài)是的運(yùn)行優(yōu)化方法。本文可以為實(shí)際從事汽輪機(jī)運(yùn)行管理的相關(guān)人員提供參考。

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[責(zé)任編輯：王楠]