電廠(chǎng)集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討

郝先行

【摘 要】隨著用電戶(hù)的增多，電廠(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，汽輪機(jī)作為電廠(chǎng)的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行過(guò)程也因電網(wǎng)調(diào)整等變得復(fù)雜。而且目前我國(guó)的資源有限，人口眾多，各方面的用電率也在不斷的上升，節(jié)能顯得非常的重要。所以對(duì)汽輪機(jī)各方面進(jìn)行優(yōu)化處理顯得非常必要。通過(guò)優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行，可以節(jié)省資源，提高電廠(chǎng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，在一定程度上對(duì)國(guó)家的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。本文針對(duì)電廠(chǎng)集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施進(jìn)行了分析與探討。

【關(guān)鍵詞】電廠(chǎng)集控運(yùn)行;汽輪機(jī)運(yùn)行;優(yōu)化措施

1 引言

隨著工業(yè)科技的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，火力發(fā)電廠(chǎng)的汽輪機(jī)設(shè)備應(yīng)用水平在不斷提高，同時(shí)，由于汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠(chǎng)火電機(jī)組的三大重要部件之一，所以，對(duì)于汽輪機(jī)的運(yùn)行優(yōu)化以及如何保證汽輪機(jī)高效、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行對(duì)于提高電廠(chǎng)工作質(zhì)量，增加發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電量來(lái)說(shuō)都是必須的。對(duì)于我國(guó)當(dāng)前普遍存在的一些汽輪機(jī)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，會(huì)導(dǎo)致發(fā)電廠(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不佳，降低電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，更有甚者會(huì)影響到發(fā)電廠(chǎng)的安全生產(chǎn)。所以，對(duì)于電廠(chǎng)汽輪機(jī)的優(yōu)化研究是必須并且應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)期堅(jiān)持的一項(xiàng)工作，對(duì)于電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)是保證工作效率，發(fā)電量等的重要基礎(chǔ)之一。

2 我國(guó)目前汽輪機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

2.1汽輪機(jī)的主要配汽方式和啟停

汽輪機(jī)的配汽方式有很多種，我國(guó)大部分發(fā)電廠(chǎng)的汽輪機(jī)主要使用復(fù)合型配汽方式，這種配汽方式能充分發(fā)揮汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)汽輪機(jī)運(yùn)行中不同的階段，來(lái)調(diào)節(jié)配汽方式，即可保證汽輪機(jī)的高效運(yùn)作，也能節(jié)約能源。如在汽輪機(jī)剛啟動(dòng)階段和低負(fù)荷階段，通過(guò)調(diào)節(jié)單閥門(mén)來(lái)滿(mǎn)足汽輪機(jī)的運(yùn)作，而在高負(fù)荷階段，則通過(guò)調(diào)節(jié)順序閥門(mén)來(lái)適應(yīng)汽輪機(jī)的運(yùn)作要求。但即便通過(guò)這種復(fù)合型的配汽方式，汽輪機(jī)在低負(fù)荷階段運(yùn)行時(shí)也會(huì)產(chǎn)生非常多不必要的能耗。

汽輪機(jī)的啟停是由其構(gòu)造內(nèi)的轉(zhuǎn)子應(yīng)力的變化來(lái)決定的，由于汽輪機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子對(duì)溫度和壓力的要求比較高，所以需要長(zhǎng)期保持在高溫和高壓的情況，才能維持汽輪機(jī)的正常運(yùn)作，加之，轉(zhuǎn)子表面蒸汽參數(shù)會(huì)發(fā)生時(shí)上時(shí)下的變化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子內(nèi)部的溫度場(chǎng)非常不穩(wěn)定。所以，對(duì)參數(shù)的處理要求非常高，一旦處理不恰當(dāng)，就會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)電效率，也會(huì)造成汽輪機(jī)的損壞，減短其使用壽命。

2.2汽輪機(jī)的機(jī)組運(yùn)行能力和密封水系統(tǒng)

汽輪機(jī)在運(yùn)作過(guò)程中，對(duì)氣閥的調(diào)節(jié)是不可避免的經(jīng)常性工作，而這也是導(dǎo)致能耗最主要的原因。前面已經(jīng)介紹過(guò)，汽輪機(jī)在不同的負(fù)荷階段需要調(diào)節(jié)不同的閥門(mén)來(lái)維持正常工作。在汽輪機(jī)氣閥的兩種調(diào)節(jié)方式中，單閥調(diào)節(jié)主要是通過(guò)汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)直接調(diào)節(jié)控制，而順序閥的調(diào)節(jié)則是由噴嘴控制蒸汽閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。前一種調(diào)節(jié)會(huì)影響到汽輪機(jī)的啟停，造成不必要的能耗，后一種調(diào)節(jié)則對(duì)氣閥的壓力控制要求比較高，只適應(yīng)于氣閥壓力較小的時(shí)候調(diào)節(jié)，當(dāng)氣閥壓力較大時(shí)，則容易造成外缸和噴嘴變形，導(dǎo)致汽輪機(jī)的密封性和其他機(jī)組部分受到損壞，并會(huì)因此產(chǎn)生較多的能耗。汽輪機(jī)的密封水系統(tǒng)在水泵正常運(yùn)行時(shí)可以滿(mǎn)足給水要求，它的汽動(dòng)給水泵在軸端進(jìn)行密封處理，可以間歇的控制泄漏。但當(dāng)遇到汽動(dòng)給水泵緊急停機(jī)的情況，常會(huì)造成密封水回水不暢的現(xiàn)象，使得水容易進(jìn)到小機(jī)油箱中，對(duì)汽動(dòng)給水泵的完全運(yùn)行造成隱患。

3 電廠(chǎng)集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化汽輪機(jī)的配器方式

之前的復(fù)合型配器方式只有在定額的負(fù)荷下才能夠?qū)崿F(xiàn)理想的運(yùn)行控制。汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)載控制高，所以在低負(fù)荷運(yùn)行條件下時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較大的損耗。而如果采用三閥式的控制方式，負(fù)荷控制的要求就會(huì)大大降低，低負(fù)荷運(yùn)行下的損耗狀況也會(huì)被改善，提升轉(zhuǎn)換的效率，以便實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3.2 對(duì)汽輪機(jī)的啟停予以?xún)?yōu)化

首先，當(dāng)汽輪機(jī)處于停機(jī)的狀態(tài)時(shí)，各個(gè)環(huán)節(jié)的工作也會(huì)逐漸的呈現(xiàn)出歸零態(tài)勢(shì)，同時(shí)進(jìn)汽量也會(huì)逐漸的歸零，汽缸中各類(lèi)零部件的溫度也處于不斷冷卻的狀態(tài)，此時(shí)的主汽門(mén)將會(huì)被關(guān)閉。要想對(duì)汽輪機(jī)的停機(jī)種類(lèi)進(jìn)行劃分，可以從進(jìn)汽參數(shù)的差異來(lái)進(jìn)行，即額定參數(shù)停機(jī)以及滑參數(shù)停機(jī)，應(yīng)用滑參數(shù)停機(jī)方法，不僅可以有效的對(duì)汽輪機(jī)內(nèi)部的零部件予以降溫，利于后期的檢修，還能切實(shí)提高汽輪機(jī)的運(yùn)作效率，應(yīng)用鍋爐機(jī)組的預(yù)熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。其次，對(duì)于汽輪機(jī)運(yùn)作中的優(yōu)化方式分析。當(dāng)汽輪機(jī)處于運(yùn)作的狀態(tài)時(shí)，則要通過(guò)對(duì)其本身的實(shí)際負(fù)荷變化情況進(jìn)行分類(lèi)，而后對(duì)汽輪機(jī)予以合理的調(diào)整，比如，可以應(yīng)用定-滑-定的方式來(lái)落實(shí)。當(dāng)汽輪機(jī)的發(fā)電負(fù)荷不同時(shí)，也會(huì)使用不同的汽輪機(jī)運(yùn)作方法，低電荷一般應(yīng)用的是可以保證鍋爐機(jī)組可以正常運(yùn)作的定壓調(diào)節(jié)。高電荷通常應(yīng)用可以對(duì)同流面積予以改變的噴嘴調(diào)節(jié)方式。

3.3 優(yōu)化汽輪機(jī)的機(jī)組和循環(huán)水泵

首先要優(yōu)化汽輪機(jī)的輔機(jī)設(shè)備，汽輪機(jī)的正常運(yùn)作，離不開(kāi)機(jī)組各部分的相互協(xié)調(diào)，只有各種輔助機(jī)器設(shè)備性能完好，才能整體提高汽輪機(jī)的發(fā)電效率。因此，對(duì)汽輪機(jī)機(jī)組輔助設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，在一定程度上也可以達(dá)到節(jié)約能耗，提高運(yùn)行效率的目的。其次，要注重對(duì)循環(huán)水泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間在負(fù)荷的情況下工作和冷卻水溫度不變時(shí)，循環(huán)水的流量發(fā)生改變會(huì)影響到凝汽器壓力的改變，從而導(dǎo)致循環(huán)水泵的功能受損。循環(huán)水量的變化與凝汽器壓力的變化成反向變化，當(dāng)水量增大時(shí)，凝汽器壓力變小，導(dǎo)致機(jī)組的出力增大，從而水泵的功耗也會(huì)增大。但水泵的功耗會(huì)與機(jī)組的出力相抵消，使得凝汽器壓力值便成為二者相抵消的差值。所以當(dāng)凝汽器處于最佳壓力狀態(tài)時(shí)，循環(huán)水泵的運(yùn)行狀況也最好。

3.4 加強(qiáng)技術(shù)管理

在集控系統(tǒng)中分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。微處理器是集控系統(tǒng)的核心，在集控系統(tǒng)中起到了很大的作用。基于集控系統(tǒng)種種優(yōu)點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，其對(duì)于運(yùn)行操作系統(tǒng)的要求會(huì)很高。加強(qiáng)集控系統(tǒng)管理，就需要重視硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，這樣才能夠進(jìn)行完善的管控一體化。集控系統(tǒng)主要由過(guò)程控制單元、過(guò)程接口單元、CRT顯示操作站、管理計(jì)算、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。這些部分均是核心部位，一旦出現(xiàn)問(wèn)題可能就會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓。因此，要做到防微杜漸，實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從整體到部分，從部分到局部，只有注重細(xì)節(jié)，才能夠保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，這些部分構(gòu)成了集控系統(tǒng)，雖然各自獨(dú)立工作，但依然是一個(gè)整體，因此，需要集中控制管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效運(yùn)行。在集控系統(tǒng)中，還有一種系統(tǒng)叫熱機(jī)保護(hù)，顧名思義，就是保障機(jī)組正常運(yùn)行，減少事故的發(fā)生。該系統(tǒng)還能夠保證操作人員的安全，一旦機(jī)組出現(xiàn)問(wèn)題，就可以采取停機(jī)的方式防止事故擴(kuò)大，以免釀成更加嚴(yán)重的后果。在不斷實(shí)踐中，為了降低集控系統(tǒng)事故發(fā)生的可能性，還需要規(guī)定安全保護(hù)值與極限值，這樣就可以有效防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。這兩個(gè)數(shù)值不能隨意取消或更改，具體情況具體分析。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的需求量非常大，我國(guó)的電力行業(yè)也應(yīng)該不斷地提高自身的發(fā)電能力和發(fā)電效率。各個(gè)電廠(chǎng)應(yīng)該通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)配汽方式，汽輪機(jī)的啟停，汽輪機(jī)輔機(jī)等方面進(jìn)行優(yōu)化處理和技術(shù)革新，讓汽輪機(jī)可以高效的運(yùn)行。這樣不僅能夠延長(zhǎng)汽輪機(jī)的使用壽命，減少安全隱患，還可以提高發(fā)電效率，提高電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，緩和我國(guó)電力資源供需緊張的矛盾，對(duì)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活提供有利的支持和保障。

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（作者單位：江蘇國(guó)華陳家港發(fā)電有限公司）