火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)分析

張澤坤

摘 要：火電廠作為我國電廠的主要組成部分，為社會發(fā)展提供電能支持，推進(jìn)社會現(xiàn)代化建設(shè)。但火電廠運(yùn)行中需要消耗大量能源，同時(shí)還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，火電廠實(shí)行節(jié)能減排已成為必然。有鑒于此，文章中以火電廠火電機(jī)組為切入點(diǎn)，分析火電機(jī)組節(jié)能降耗的原理，并給出火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的主要技術(shù)，分析節(jié)能運(yùn)行的方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；節(jié)能降耗；運(yùn)行措施

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0152-02

Abstract： As the main component of power plant in our country， thermal power plant provides electric energy support for social development and promotes social modernization. But the thermal power plant operation needs to consume a lot of energy， at the same time will cause serious environmental pollution， not in line with the sustainable development strategy， thermal power plant energy conservation and emission reduction has become inevitable. In view of this， the paper takes the thermal power unit in the thermal power plant as the breakthrough point， analyzes the principle of the thermal power unit energy saving and consumption reduction， and gives the main technology of the thermal power unit optimized operation， analyzes the energy saving operation method， for the reference.

Keywords： thermal power units； energy saving and consumption reduction； operational measures

近些年我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，市場對電能的需求量持續(xù)增加，火電廠的規(guī)模與數(shù)量也在快速增加，做好節(jié)能減排工作已成為火電廠工作的主要內(nèi)容?；痣姀S運(yùn)行中發(fā)電機(jī)組作為主要設(shè)備，其能耗直接決定火電廠的能耗。通過優(yōu)化火電機(jī)組運(yùn)行模式，可以提高機(jī)組運(yùn)行效率并降低能耗，增加火電廠經(jīng)濟(jì)效益，提高市場競爭力，本研究就此展開論述。

1 火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行分析

能源供應(yīng)日趨緊張化的背景下，火電廠更應(yīng)該提高節(jié)能意識，強(qiáng)化能源管理工作，在保證正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上降低能源消耗，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。如何有效運(yùn)行火電機(jī)組，達(dá)成節(jié)能降耗目的已成為火電廠行業(yè)研究的重要課題?；痣姀S優(yōu)化運(yùn)行，指的是不增加新投入的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整運(yùn)行參數(shù)并改變運(yùn)行方式的方法，提高能源利用率?；痣姀S的優(yōu)化分成兩類，即單設(shè)備優(yōu)化與全廠優(yōu)化。前者通過優(yōu)化單機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，后者則對全廠機(jī)組設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化[1]。

火電機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化及節(jié)能研究，有助于降低火電廠運(yùn)行成本?；痣姍C(jī)組優(yōu)化運(yùn)行試驗(yàn)內(nèi)容，主要包括：調(diào)整鍋爐、調(diào)整汽輪機(jī)組與輔機(jī)、優(yōu)化熱控系統(tǒng)等。此外，大型火電機(jī)組的熱力系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，很多因素都會對機(jī)組性能產(chǎn)生影響，單純的理論研究需要附加較多的假設(shè)條件，還需要進(jìn)行簡化處理，難以獲得準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)化的運(yùn)行方案。因此實(shí)際優(yōu)化時(shí)，通過試驗(yàn)的方法獲得各個(gè)機(jī)組在不同條件的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過全面分析、綜合計(jì)算，獲得最優(yōu)運(yùn)行方式，給火電廠運(yùn)行提供指導(dǎo)與參考。

2 火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)要點(diǎn)

火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)消耗較大，有很多不必要的消耗：轉(zhuǎn)子與靜子滾動(dòng)造成氣體泄漏，對機(jī)內(nèi)流通產(chǎn)生一定阻礙；汽輪機(jī)出現(xiàn)熱膨脹或變形；操作人員的而技術(shù)水平等。此外，安裝時(shí)汽輪機(jī)也會對氣缸內(nèi)效率產(chǎn)生影響。具體而言，火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)要點(diǎn)如下。

2.1 氣缸安裝技術(shù)要點(diǎn)

（1）準(zhǔn)確定位。具體需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的施工方式對氣缸進(jìn)行定位，同時(shí)還應(yīng)該做好監(jiān)督調(diào)節(jié)，先定位、調(diào)節(jié)，同時(shí)做好外部應(yīng)力的解除工作。具體還需要做好后續(xù)的氣缸扣蓋工作，有效預(yù)防變形以及氣缸中心的移動(dòng)問題。（2）質(zhì)量檢查。汽輪設(shè)備與零部件安裝時(shí)，做好試驗(yàn)隔板與氣缸間的連接，保證連接強(qiáng)度。并對各部位連接情況進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)縫隙、錯(cuò)位、漏洞等情況，保證安裝質(zhì)量。在安裝汽輪機(jī)設(shè)備和零部件的過程中，應(yīng)該重點(diǎn)檢查隔板與氣缸之間的連接是否良好，同時(shí)還應(yīng)該檢查汽封塊端部以及與相應(yīng)位置之間的零件吻合的完整情況。（3）安裝控制。汽輪機(jī)安裝時(shí)，要做好監(jiān)督與檢查工作，避免不同零部件出現(xiàn)超過標(biāo)準(zhǔn)要求的縫隙，保證設(shè)備整體的氣密性，為后期汽輪機(jī)良好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)[2]。（4）組裝質(zhì)量。安裝過程中，對軸封加熱器系統(tǒng)嚴(yán)格控制，并做好疏水系統(tǒng)流通分析，同時(shí)做好介入軸封抽氣處理，提高汽輪機(jī)安裝質(zhì)量。

2.2 安裝尾部煙道換熱器

火電機(jī)組在運(yùn)行過程中燃料燃燒程度很大程度上與尾部煙道換熱器的工作質(zhì)量有關(guān)。由于電廠鍋爐尾部煙道本身設(shè)計(jì)的彎曲情況，導(dǎo)致截面存在一定的差異性，在工作過程中由于含灰煙氣流的速率場與飛灰顆粒程度場的分布情況存在差異，導(dǎo)致煙道與換熱器之間造成灰塵積壓、摩擦損壞以及換熱器的不平衡等問題，對電廠的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重隱患。

因此需要根據(jù)鍋爐尾部煙道內(nèi)流場的布局特質(zhì)，通過尋求切實(shí)可行的方案，并利用CFD等數(shù)值模型方案構(gòu)建平直轉(zhuǎn)直的計(jì)算模子。通過合理配置參數(shù)，在整個(gè)施工過程中做好結(jié)構(gòu)的改良工作。通過調(diào)節(jié)煙道構(gòu)造以及加裝導(dǎo)流板的方式，從而提升異形彎道的煙氣速率、飛灰度數(shù)場的均流。

2.3 合理使用省煤器

大部分火電廠的汽鍋排煙溫度都高于設(shè)計(jì)值，一般這個(gè)數(shù)值達(dá)到25-35℃。通過降低排煙溫度有助于降低能耗與污染。通常汽鍋的排煙溫度為125-145℃，部分甚至達(dá)到160℃及以上。這些熱源白白浪費(fèi)，還會造成環(huán)境污染，可以采取新設(shè)備等方法降低排煙溫度。排煙讀數(shù)是造成排煙熱丟失的主要原因，根據(jù)原理分析，排煙度數(shù)提高11℃，排煙熱損失就提高（0.6-1.0）%，意味著有（1.2-2.4）kg/kW·h。鍋爐胃部煙道上增加低溫省煤器，可以最大程度會后煙氣余熱，提高發(fā)電量、降低排煙溫度等，常見的如省煤器熱水再循環(huán)技術(shù)等，技術(shù)原理如圖1所示。

3 火電機(jī)組運(yùn)行過程中主要節(jié)能技術(shù)

3.1 凝汽設(shè)備節(jié)能措施

凝汽設(shè)備中的真空循環(huán)運(yùn)行情況是影響能源消耗的重要因素，一旦在工作過程中存在漏點(diǎn)，將會導(dǎo)致凝汽設(shè)備的內(nèi)部壓力增高，同時(shí)真空降低還會阻礙火力電機(jī)組的運(yùn)行效率。由于真空系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)上需要大量的輔助設(shè)備，比如管道、閥門以及接口，因此需要保證吻合情況的嚴(yán)密性。具體應(yīng)該做好以下三個(gè)方面的工作：（1）確保盡可能少的使用接頭，并嚴(yán)格檢查閥門密封情況是否良好，最好采用焊接的方式施工，同時(shí)有效控制儀表接觸點(diǎn)接觸情況的完好性，確保設(shè)備備用口密封性良好；（2）應(yīng)該多次對整個(gè)真空系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢修，保證各個(gè)部門的密封性良好；（3）需要確保灌水檢漏系統(tǒng)的安裝是否達(dá)標(biāo)，同時(shí)對于重點(diǎn)的部位采用灌水的方式檢查仔細(xì)檢查；（4）確保與灌水檢漏系統(tǒng)的安裝質(zhì)量，同時(shí)還應(yīng)該盡可能采用組合安裝的方式進(jìn)行安裝，在安裝前應(yīng)該做好隔板的清潔情況，確保不銹鋼管的安裝質(zhì)量[3]。

3.2 氫冷機(jī)組節(jié)能措施

在火電機(jī)組運(yùn)行中，漏氫情況不僅影響能源的使用率，還會對整個(gè)作業(yè)的安全性造成重要影響，因此為進(jìn)一步做好節(jié)約能源的相關(guān)工作，需要做好漏氫量的測定工作。由于漏氫情況會導(dǎo)致氫壓的規(guī)定值受到影響，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的著火或者爆炸，具有重要的危害。另一方面，由于整個(gè)氫氣的損失過度將會導(dǎo)致制備氫氣的成本增加。因此做好漏氫量的檢查工作，應(yīng)該要兼顧內(nèi)部檢查和外部檢查。具體步驟如下：（1）在對發(fā)電機(jī)的外裝蓋進(jìn)行安裝時(shí)，要做好試裝工作，具體要檢查好中分面的空隙情況，重點(diǎn)防范端蓋與機(jī)座的接觸情況，嚴(yán)防漏氫情況；（2）應(yīng)該及時(shí)安裝冷卻母管時(shí)應(yīng)該保證管道的密封情況，在進(jìn)行下一道工序前，應(yīng)該重點(diǎn)檢查冷卻母管的情況；（3）在安裝氫氣冷卻器與出線罩時(shí)，應(yīng)該及時(shí)保證韓姐質(zhì)量；（4）安裝氣體管道時(shí)，應(yīng)該保證緊固螺栓，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)對管道進(jìn)行布置；（5）盡量采用刷肥皂泡的方式對用氣情況進(jìn)行凈化，同時(shí)應(yīng)該做好整套風(fēng)壓的檢查工作；（6）盡量采用立式結(jié)構(gòu)布局，通過采用高靈敏的平衡閥，有效改善氫氣的干燥程度，從而保證氫氣的密封性良好。

3.3 鍋爐機(jī)組節(jié)能措施

（1）解決空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問題。鍋爐運(yùn)行中空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問題較為常見，根據(jù)具體內(nèi)容選擇合適的措施。同時(shí)，空氣預(yù)熱器安裝過程中要保證各配屬設(shè)備的質(zhì)量，避免碰撞、跌落等情況出現(xiàn)；（2）降低鍋爐補(bǔ)水率。鍋爐機(jī)組的補(bǔ)水情況也會是影響節(jié)能情況的重要因素。熱力設(shè)備與管道的密封性是降低鍋爐補(bǔ)水率的主要方法。安裝時(shí)可以采取相應(yīng)措施進(jìn)行規(guī)避。

3.4 提高燃料管理質(zhì)量

電廠通常由人工計(jì)算完成燃料管理工作，包括燃料采購、燃料驗(yàn)收、燃料結(jié)算等內(nèi)容，這些環(huán)節(jié)中涉及的數(shù)據(jù)信息都由人工完成，工作強(qiáng)度大且復(fù)雜，整個(gè)過程中需要消耗大量的人力與物力，使得電廠運(yùn)營效率提高。引入現(xiàn)代化燃料管理信息系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)燃料管理模式的不足，最大程度降低人力、物力消耗，優(yōu)化工作流程以提高工作效率，奠定電力企業(yè)健康運(yùn)行的基礎(chǔ)。

信息化管理將過程建模操作與數(shù)據(jù)結(jié)算功能兩者分割處理，在對功能不造成影響的前提下，通過調(diào)整計(jì)算過程模型便可優(yōu)化系統(tǒng)功能。另外，運(yùn)用信息化燃料管理模式中的工作流功能，加強(qiáng)結(jié)算工作的智能化處理功能，由人工操作逐漸向智能化方向發(fā)展，特別在遇到特殊情況時(shí)，信息化系統(tǒng)能夠做出快速反應(yīng)、工作效率極高。

4 結(jié)束語

綜上所述，火電機(jī)組的工作效率直接影響能源的消耗情況，通過及時(shí)采取有效措施做好優(yōu)化工作是節(jié)能減排的重要方式。隨著燃煤機(jī)組數(shù)量與規(guī)模增加，通過優(yōu)化運(yùn)行方式是支持我國能源戰(zhàn)略的重要措施。火電廠依據(jù)自身情況，選擇合適的節(jié)能降耗方法，在提高燃煤利用率的基礎(chǔ)上增加發(fā)電量，降低能耗，提高電廠效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡艷.大型火電機(jī)組優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)選取方法的研究與應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2017.

[2]李鑫鑫，范志愿，王惠杰.主成分分析法在火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行中的應(yīng)用[J].電站輔機(jī)，2016，37（04）：33-36.

[3]鄧煜.火電機(jī)組脫硫脫硝系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行研究[D].華北電力大學(xué)，2017.