淺談小型火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化策略

張海

（冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司九龍矸石熱電廠 河北邯鄲 056200）

摘要：火電廠生產(chǎn)系統(tǒng)中汽輪機(jī)承擔(dān)的重要的功能，將鍋爐傳遞的蒸汽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而保證設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)要求。由于火電廠生產(chǎn)環(huán)境比較特殊，在設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)受到外界因素的影響比較明顯，容易導(dǎo)致各項(xiàng)設(shè)備故障的出現(xiàn)，降低生產(chǎn)效率。本文將從實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，結(jié)合汽輪機(jī)的主要運(yùn)行特征，制定一系列的優(yōu)化策略，提升汽輪機(jī)的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：火電廠；汽輪機(jī)；優(yōu)化策略；運(yùn)行管理

隨著社會(huì)發(fā)展速度不斷提升，人民生活水平越來(lái)越高，對(duì)電力資源的需求量也隨之增高，火電廠的運(yùn)行壓力相對(duì)具有明顯提升，因此提升火電廠機(jī)組的運(yùn)行效率，具有十分重要的意義?；痣姀S機(jī)組的容量提升，導(dǎo)致相應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)荷載壓力變大，汽輪機(jī)作為火電廠正常運(yùn)行保證的重要部分，提升其運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性十分必要。本文將綜合其運(yùn)行特征，聯(lián)系其他部件之間的相互影響，提出汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化策略，降低設(shè)備運(yùn)行故障率，提升運(yùn)行総合効率。

1 火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化要點(diǎn)分析

1.1 給水泵優(yōu)化

給水泵在運(yùn)行時(shí)采用的是定速給水方式，能夠根據(jù)鍋爐給水閥門的調(diào)節(jié)改變生產(chǎn)運(yùn)行中給水量的大小。在實(shí)際生產(chǎn)中，定速給水在調(diào)節(jié)是存在一定的局限性，特別是在設(shè)備低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，節(jié)流損失較大，因此需要對(duì)給水泵進(jìn)行優(yōu)化處理。在完善給水泵運(yùn)行調(diào)節(jié)方式時(shí)，結(jié)合變動(dòng)轉(zhuǎn)速和平移泵特性曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，能夠脫離調(diào)節(jié)閥的作用來(lái)改變給水量。即時(shí)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)也能保證效率不受影響，提升氣動(dòng)泵組運(yùn)行效率。例如電動(dòng)液力耦合式給水泵能夠?qū)崿F(xiàn)變頻優(yōu)化，安裝兩組給水泵避免出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法生產(chǎn)的問(wèn)題出現(xiàn)。

1.2 回?zé)峒訜崞鲀?yōu)化

回?zé)峒訜崞魇潜ＷC火電廠生產(chǎn)機(jī)組正常運(yùn)行的重要條件，通過(guò)提升回?zé)峒訜崞鞯倪\(yùn)行效率能夠有效的提升整體生產(chǎn)速度，提升經(jīng)濟(jì)效益。在優(yōu)化汽輪機(jī)時(shí)，不同級(jí)別抽汽間能級(jí)各不相同，如果抽汽壓力越高，在改變級(jí)別時(shí)需要消耗的能量越大。汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的主要作用是提升抽汽時(shí)汽油機(jī)內(nèi)功率。優(yōu)化回?zé)峒訜崞鲿r(shí)，應(yīng)當(dāng)將上端差和下端差聯(lián)系抽汽壓損變化值進(jìn)行控制，更新原有生產(chǎn)系統(tǒng)，提升汽輪機(jī)生產(chǎn)可靠性。

1.3 油封系統(tǒng)優(yōu)化

汽輪機(jī)軸端油封系統(tǒng)也稱軸封，其作用是避免外界環(huán)境中的空氣凈土設(shè)備內(nèi)部，避免空氣與蒸汽出現(xiàn)混合的情況而降低生產(chǎn)效率。優(yōu)化油封系統(tǒng)保證其密封性良好，降低蒸汽泄漏量，采取有效的措施來(lái)提升化學(xué)補(bǔ)水量，從而將避免高能位工作截止發(fā)生變化。汽輪機(jī)有風(fēng)機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程非常容易受到環(huán)境的影響而降低使用效果，性能相對(duì)降低，在優(yōu)化時(shí)可以結(jié)合其容易發(fā)生的損壞特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化措施處理，保證非質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的損失。近年來(lái)，火電廠汽輪機(jī)密封技術(shù)相對(duì)之前獲得較大進(jìn)步，各種特性油封種類較多，在選擇時(shí)可以根據(jù)自身設(shè)備的特性進(jìn)行選擇，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行篩選試驗(yàn)，保證機(jī)組熱效率，降低整體控制系統(tǒng)的能耗問(wèn)題，提升生產(chǎn)效率。

1.4 凝汽器真空抽氣系統(tǒng)優(yōu)化

在正常的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，凝汽器真空抽氣系統(tǒng)發(fā)生故障的頻率較高，一旦發(fā)生問(wèn)題整體設(shè)備的生產(chǎn)效率會(huì)受到巨大影響。凝汽器真空抽氣系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題時(shí)漏氣量過(guò)大導(dǎo)致系統(tǒng)短期水環(huán)真空泵過(guò)載，進(jìn)而影響機(jī)組運(yùn)行。在優(yōu)化過(guò)程中應(yīng)當(dāng)選擇采用內(nèi)部真空保持工藝，也就是通過(guò)凝結(jié)器來(lái)維持內(nèi)部真空狀態(tài)，有效控制系統(tǒng)漏氣量。優(yōu)化凝汽器真空抽汽系統(tǒng)能夠?qū)痣姀S的熱力循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生積極作用。

2 火電廠汽輪機(jī)組控制系統(tǒng)優(yōu)化分析

2.1 機(jī)爐協(xié)調(diào)優(yōu)化

絕大部分火電廠單元機(jī)組被控對(duì)象包括鍋爐和汽輪機(jī)，兩者之間存在密切相互作用。鍋爐和汽輪機(jī)都是生產(chǎn)過(guò)程中的重要組成，鍋爐本身能夠儲(chǔ)蓄大量熱能，汽輪機(jī)能夠快速負(fù)荷影響，控制系統(tǒng)的兩個(gè)部門相互制約，相互影響，在外部負(fù)荷特性和內(nèi)部參數(shù)對(duì)比時(shí)可以發(fā)生兩者的相互制約作用，為了更好的提升汽輪機(jī)運(yùn)行效率，需要對(duì)機(jī)爐協(xié)調(diào)性進(jìn)行優(yōu)化，采用具有自適應(yīng)控制、學(xué)習(xí)控制和模糊控制的模式進(jìn)行管理，優(yōu)化不同系統(tǒng)控制算法，保證實(shí)用性。

2.2 主蒸汽溫度優(yōu)化

衡量汽輪機(jī)運(yùn)行效率的核心參數(shù)是鍋爐主蒸汽溫度的參數(shù)，生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)據(jù)控制，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差。由于主蒸汽溫度系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)象呈現(xiàn)一定的動(dòng)態(tài)特征，在不同的運(yùn)行狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)一定的慣性和延遲作用，受到的影響因素較多。在優(yōu)化主蒸汽溫度控制時(shí)，可以采用串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行，降低溫水干擾。同時(shí)增加符合前饋信號(hào)也能加快系統(tǒng)響應(yīng)速度。降低主蒸汽溫度偏差是系統(tǒng)的主要優(yōu)化方向，能夠利用系統(tǒng)辨識(shí)法來(lái)建立控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)預(yù)估器補(bǔ)償效果來(lái)避免不同擾動(dòng)因素的影響。

2.3 設(shè)備管理優(yōu)化

設(shè)備管理優(yōu)化是保證設(shè)備的管理效率，降低各項(xiàng)故障的發(fā)生概率。第一，故障維護(hù)。為了更好的管理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，需要提升整體管理意識(shí)，避免在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題后再進(jìn)行維護(hù)，應(yīng)當(dāng)把設(shè)備維護(hù)做到常態(tài)化，定期進(jìn)行常規(guī)的維護(hù)作用，結(jié)合先進(jìn)的故障診斷排除技術(shù)來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障隱患檢查。故障維護(hù)本身具有被性，在故障發(fā)生后進(jìn)行的處理會(huì)導(dǎo)致影響范圍擴(kuò)大，應(yīng)當(dāng)盡量控制在最短時(shí)間處理問(wèn)題。第二，周期性維護(hù)。根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)確定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃，制定可行性強(qiáng)的維護(hù)管理方案，建立設(shè)備維護(hù)周期目標(biāo)。不論設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否存在問(wèn)題都需要在規(guī)定時(shí)間進(jìn)行全面的停機(jī)維護(hù)。根據(jù)運(yùn)行作業(yè)的形式進(jìn)行維護(hù)方案的制定工作，盡量避開(kāi)高峰期進(jìn)行維護(hù)。第三，工況性管理。為了更好的降低故障率的出現(xiàn)，可以制定預(yù)防性維護(hù)管理措施，在日常生產(chǎn)過(guò)程即對(duì)汽輪機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)和記錄，通過(guò)專業(yè)性軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，結(jié)合科學(xué)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)的結(jié)果，評(píng)估系統(tǒng)存在故障的可能性，從而提前進(jìn)行故障的預(yù)判，避免問(wèn)題發(fā)生造成較大的影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了更好的提升火電廠運(yùn)行效率，火電廠需要對(duì)自身生產(chǎn)實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行合理的分析，重視汽輪機(jī)組對(duì)整體生產(chǎn)活動(dòng)的影響，綜合分析各項(xiàng)影響因素，制定可行性強(qiáng)的優(yōu)化策略。加強(qiáng)對(duì)管理系統(tǒng)的控制，掌握汽輪機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，從而更好的進(jìn)行生產(chǎn)方案的調(diào)整計(jì)劃，保持設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，提升整體生產(chǎn)效率。

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