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

趙博

摘要：火力發(fā)電廠的節(jié)能管理對(duì)其本身而言非常重要，探究火電機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，對(duì)火電機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性尤為重要。本文論述了火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；運(yùn)行優(yōu)化；節(jié)能

火電廠是主要的一次能源消耗大戶，燃料成本約占發(fā)電成本的70%～80%，節(jié)能降耗是電廠急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。通過對(duì)火電機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)的研究，利用火電機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配，節(jié)能降耗，降低供電成本，為火力發(fā)電廠競(jìng)價(jià)上網(wǎng)和可持續(xù)發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是電力企業(yè)的主要任務(wù)之一，節(jié)能管理是火電廠實(shí)現(xiàn)安全文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)造一流水平的必要條件之一。研究火電機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)，對(duì)進(jìn)一步提高火電機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

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

汽輪機(jī)運(yùn)行過程中有許多的消耗：①轉(zhuǎn)子與定子間滾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致泄漏，阻礙級(jí)間流動(dòng)；②汽輪機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)和變負(fù)荷引起的熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形；③操縱人員的機(jī)動(dòng)性和操作程度，決定了汽輪機(jī)效率的提高和降低。組裝時(shí)，影響最大的是氣缸內(nèi)效率與汽輪機(jī)的安裝。通過檢修調(diào)整間隔是節(jié)約能源的有利方式。

1、氣缸安裝技術(shù)要點(diǎn)。1）定位準(zhǔn)確。根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的施工方法對(duì)氣缸進(jìn)行定位。同時(shí)，要做好監(jiān)管和調(diào)整工作，首先要定位和調(diào)節(jié)，同時(shí)要做好緩解外部應(yīng)力的工作。具體來說，要做好氣缸蓋的后續(xù)工作，有效防止變形和氣缸中心移動(dòng)。2）質(zhì)量檢驗(yàn)。汽輪機(jī)設(shè)備及部件安裝時(shí)，應(yīng)做好試驗(yàn)隔板與汽缸的連接，以保證連接強(qiáng)度。檢查各部件的連接，避免出現(xiàn)裂紋、錯(cuò)位和漏洞，保證安裝質(zhì)量。在安裝汽輪機(jī)設(shè)備和部件的過程中，必須檢查隔板與汽缸的連接是否良好，并檢查密封塊的端部和相應(yīng)位置之間零件是否完全吻合。3）安裝控制。在安裝汽輪機(jī)時(shí)，必須做好監(jiān)督檢查工作，避免超過標(biāo)準(zhǔn)要求的不同部位的裂紋，保證設(shè)備的整體氣密性，為以后汽輪機(jī)的良好運(yùn)行打下基礎(chǔ)。4）裝配質(zhì)量。安裝過程中嚴(yán)格控制軸封加熱器系統(tǒng)，做好排水系統(tǒng)的流通分析。同時(shí)，對(duì)中間軸封進(jìn)行抽氣處理，提高汽輪機(jī)的安裝質(zhì)量。

2、安裝尾部煙道熱交換器。由于電廠鍋爐尾部煙道的彎曲和變截面，含灰煙氣的速度場(chǎng)分布與飛灰顆粒度場(chǎng)分布不一致，導(dǎo)致了煙塵積壓、摩擦損傷和換熱器換熱不平衡的缺點(diǎn)，對(duì)電廠的安全運(yùn)行構(gòu)成了隱患。因此，探討鍋爐尾部煙道流場(chǎng)的布置特點(diǎn)，尋求一種均流方案迫在眉睫。采用現(xiàn)有的CFD數(shù)值模擬方法，建立了直立式鍋爐尾部等截面煙道的計(jì)算模型，分析了布置特點(diǎn)，探討了入口煙氣速度、飛灰顆粒負(fù)荷極限條件、彎折比、截面高度等因素對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響；建立了直立轉(zhuǎn)平直等截面彎道煙道的計(jì)算模型，分析了兩種彎曲和轉(zhuǎn)彎條件下，煙氣中飛灰濃度場(chǎng)的擴(kuò)散特性。在工程實(shí)踐中，對(duì)鍋爐尾部?jī)煞N常見的變截面曲線煙道進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了煙道內(nèi)含灰煙氣的速度場(chǎng)和飛灰數(shù)場(chǎng)的分布，尋找易積灰、轉(zhuǎn)爐摩擦損壞和煙道內(nèi)傳熱不平衡的區(qū)域。通過調(diào)整煙道結(jié)構(gòu)和安裝導(dǎo)向板，提高了特殊斷面彎曲煙道的變截面煙氣速度和煙氣管道中飛灰場(chǎng)的平均流量。

3、合理使用省煤器。我國許多電站的蒸汽灶排汽溫度均高于設(shè)定值，比設(shè)計(jì)值高25～35度。因此，采用降低廢氣溫度的措施來節(jié)約燃料，減少污染具有重要的實(shí)用價(jià)值。目前，我國大多數(shù)電站的蒸汽灶排汽溫度一般在125～145攝氏度之間，有的甚至可以達(dá)到160攝氏度以上。在普通的蒸汽灶排汽程度下，蒸汽灶排汽是一種特別重要的余熱來源，可以采用更多的新技術(shù)和新設(shè)備來降低蒸汽灶的排氣溫度。煙氣熱損失的主要原因是排煙度數(shù)，根據(jù)該原理，煙氣熱損失隨煙氣度的增加而增加0.6%～1.0%，相當(dāng)于煤的附加消耗量為1.2～2.4g/kw·h。在鍋爐尾部煙氣中安裝低溫省煤器后，可深度回收煙氣余熱，增加發(fā)電量，吸收熱量，降低出口煙氣溫度，如省煤器熱水再循環(huán)技術(shù)。

二、火電機(jī)組運(yùn)行過程中主要節(jié)能技術(shù)

1、冷凝設(shè)備的節(jié)能措施。冷凝設(shè)備真空循環(huán)的運(yùn)行是影響能耗的重要因素，一旦在工作過程中出現(xiàn)泄漏，冷凝設(shè)備的內(nèi)部壓力就會(huì)升高，真空度的降低也會(huì)阻礙火電機(jī)組的運(yùn)行效率。由于真空系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)中需要大量的輔助設(shè)備，如管道、閥門、接口等，因此需要保證符合情況的嚴(yán)密性。具體來說，要做好以下三方面的工作：1）盡量少用接頭，嚴(yán)格檢查閥門的密封情況。閥門宜采用焊接施工，同時(shí)，有效控制儀器接觸點(diǎn)的完整性，保證設(shè)備備用口的良好密封。2）對(duì)整個(gè)真空系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行多次檢查和維修，確保各部門的良好密封。3）必須保證檢漏系統(tǒng)的安裝符合標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行灌水方式仔細(xì)檢查。4）確保檢漏系統(tǒng)和灌水系統(tǒng)的安裝質(zhì)量，同時(shí)，盡可能采用組合安裝方式，保證不銹鋼管的安裝質(zhì)量。安裝前應(yīng)做好隔板的清理工作，以保證不銹鋼管的安裝質(zhì)量。

2、氫冷機(jī)組的節(jié)能措施。在火電機(jī)組運(yùn)行中，漏氫不僅影響能源利用率，而且對(duì)整個(gè)運(yùn)行的安全性有重要影響。因此，為了進(jìn)一步節(jié)約能源，有必要做好漏氫的測(cè)定工作。由于氫氣泄漏會(huì)影響氫氣壓力的規(guī)定值，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起機(jī)組著火或爆炸，具有重大危險(xiǎn)性。另外，整個(gè)氫氣的過度損失將導(dǎo)致氫氣生產(chǎn)成本的增加。因此，做好漏氫檢測(cè)，既要考慮內(nèi)部檢查，也要考慮外部檢查。具體步驟如下：1）發(fā)電機(jī)外蓋安裝時(shí)，應(yīng)做好試裝工作，檢查中間段間隙，注意防止端蓋與機(jī)座接觸，嚴(yán)格防止漏氫；2）安裝時(shí)應(yīng)保證冷卻母管的密封狀態(tài)，下道工序前應(yīng)檢查冷卻母管狀況；3）氫氣冷卻器和出口罩安裝時(shí)，應(yīng)及時(shí)保證焊接質(zhì)量；4）燃?xì)夤艿腊惭b時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)緊固螺栓和布置管道；5）盡可能采用肥皂泡刷洗的方法凈化燃?xì)馇闆r，并做好整套風(fēng)壓的檢查工作；6）盡量采用垂直結(jié)構(gòu)布置，使管道通達(dá)。采用高靈敏度平衡閥可以有效提高氫氣的干燥程度，從而保證氫氣的良好密封。

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?？諝忸A(yù)熱器漏風(fēng)是鍋爐運(yùn)行中常見的問題，根據(jù)具體內(nèi)容選擇適當(dāng)?shù)拇胧Ｍ瑫r(shí)，在空氣預(yù)熱器的安裝過程中，應(yīng)保證設(shè)備的質(zhì)量，避免出現(xiàn)碰撞和墜落等狀況；2）降低鍋爐補(bǔ)水率。鍋爐機(jī)組的供水也是影響節(jié)能的重要因素，熱力設(shè)備和管道的密封是降低鍋爐補(bǔ)水率的主要方法。安裝時(shí)可采取相應(yīng)措施進(jìn)行規(guī)避。

4、提高燃油管理質(zhì)量。電廠的燃料管理通常是通過人工計(jì)算來完成的，包括燃料采購、燃料驗(yàn)收、燃料結(jié)算等。這些鏈接中涉及的數(shù)據(jù)和信息都是通過手工工作完成的，工作強(qiáng)度大、復(fù)雜，全過程消耗大量人力、物力，提高了電廠的運(yùn)行效率。引入現(xiàn)代燃料管理信息系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)燃料管理模式的不足，最大限度地減少人力和物力的消耗，優(yōu)化工作流程，提高工作效率，為電力企業(yè)的健康運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

信息管理將流程建模操作和數(shù)據(jù)結(jié)算功能分為兩部分。在不影響系統(tǒng)功能的前提下，通過調(diào)整計(jì)算過程模型對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行優(yōu)化。此外，利用信息燃料管理模式下的工作流功能，增強(qiáng)了結(jié)算工作的智能處理功能，從人工操作逐步向智能化方向發(fā)展。特別是在特殊情況下，信息系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)，高效工作。

三、結(jié)語

近年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，電力市場(chǎng)需求不斷增加，火電廠規(guī)模和數(shù)量也在迅速增長(zhǎng)，做好節(jié)能減排工作已成為火電廠工作的主要內(nèi)容。發(fā)電機(jī)組作為火電廠運(yùn)行中的主要設(shè)備，其能耗直接決定著火電廠的能耗。通過優(yōu)化火電機(jī)組運(yùn)行方式，提高機(jī)組運(yùn)行效率，降低能耗，從而提高火電廠經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)宏強(qiáng).大型火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)的研究[J].華北電力技術(shù)，2014（08）.

（作者單位：陜西渭河發(fā)電有限公司）