火電廠汽輪機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行策略探討

張宏博

摘要：火電廠生產(chǎn)中的關(guān)鍵部件就是汽輪機(jī)，他可以把水蒸汽熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，為火力發(fā)電進(jìn)行準(zhǔn)備，但是汽輪機(jī)是一個(gè)易損件，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障影響發(fā)電。本文就這一問題展開討論，為火電廠的汽輪機(jī)優(yōu)化獻(xiàn)言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽輪機(jī);運(yùn)行優(yōu)化

1 火電廠汽輪機(jī)工作原理

在火電廠中最關(guān)鍵的部件就是汽輪機(jī)，并且它消耗的能量最大。因此為了提高發(fā)電量，就要對汽輪機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代。在這里先介紹一下汽輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在全國的火電廠基本都使用的旋轉(zhuǎn)式的汽輪機(jī)，這種設(shè)備是通過一些機(jī)械裝置，把水蒸汽熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。因?yàn)檫@種機(jī)械裝置在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生很多種能量轉(zhuǎn)化。汽輪機(jī)因?yàn)閮?nèi)部結(jié)構(gòu)不同可以分成好幾個(gè)種類，對汽輪機(jī)的劃分是這樣的：分為單級(jí)汽輪機(jī)和多級(jí)汽輪機(jī)。

多級(jí)汽輪機(jī)還可以細(xì)分為速度級(jí)、沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)三種，這種劃分是根據(jù)熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的形式劃分的。速度級(jí)是有兩排葉子，在噴嘴處蒸汽膨脹然后就產(chǎn)生了動(dòng)能，沖動(dòng)級(jí)也是一種利用水蒸汽熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的一種汽輪機(jī)，反動(dòng)式汽輪機(jī)也是在結(jié)構(gòu)上略有不同，其作用也是適用于火力發(fā)電的。

在觀察了汽輪機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以后，我們看到雙列速度級(jí)的做功量相當(dāng)于6-8個(gè)反動(dòng)級(jí)，相當(dāng)于3-4個(gè)沖動(dòng)級(jí)，目前雙列速度級(jí)有點(diǎn)問題所以退出了使用，現(xiàn)在一般就用一個(gè)速度級(jí)。

2 火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行狀況

通過這些描述大家比較細(xì)致的了解了汽輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且我們也看到汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的目的是為了節(jié)能和衡量的轉(zhuǎn)換，所以火力發(fā)電廠在安裝汽輪機(jī)的時(shí)候都要小心謹(jǐn)慎，生怕設(shè)備砸在自己手里。

大家知道火力發(fā)電機(jī)組經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些狀況，現(xiàn)在火力發(fā)電還有很多不盡如人意的地方，這些問題都會(huì)影響到火力發(fā)電的效率。在這里我們研究一下汽輪機(jī)所存在的一些問題，汽輪機(jī)在發(fā)電的時(shí)候有一個(gè)額定的指標(biāo)，在實(shí)際工作中如果超過了這個(gè)額定指標(biāo)，汽輪機(jī)就會(huì)出現(xiàn)技術(shù)故障，一般會(huì)表現(xiàn)為汽輪機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生回水，散熱也會(huì)出現(xiàn)狀況，發(fā)生這樣的情況就會(huì)影響到電廠發(fā)電。

要是汽輪機(jī)內(nèi)部回水出現(xiàn)錯(cuò)誤，如果密封不嚴(yán)就會(huì)產(chǎn)生泄露，會(huì)影響到加熱水從旁路涌出來，所以就會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)營。還有的時(shí)候會(huì)影響到加熱器的上面出現(xiàn)高壓現(xiàn)象。這樣的話就會(huì)降低汽輪機(jī)內(nèi)部的水溫，受此影響會(huì)造成本機(jī)的汽量驟減，上一級(jí)的汽量增加。還有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)汽輪機(jī)的加熱段下面增加，這樣的話會(huì)出現(xiàn)和剛才正好不一樣的現(xiàn)象。要解決這個(gè)故障如果直接斷電就可能把汽輪機(jī)整費(fèi)了，發(fā)生這樣的問題是因?yàn)樗蒙纤臏囟群驼５牟灰粯釉斐傻?。如果不解決掉這個(gè)錯(cuò)誤，就會(huì)形成內(nèi)部水源在循環(huán)時(shí)水溫偏低，那么就會(huì)影響到發(fā)電。

另外汽輪機(jī)還會(huì)出現(xiàn)旁路泄露現(xiàn)象，如果問題可以隨時(shí)被發(fā)現(xiàn)然后得到妥善處理，這樣就不會(huì)產(chǎn)生大的事故。如果熱水泄露很多就要停機(jī)檢修那樣就會(huì)影響發(fā)電，現(xiàn)在為了可以快速的給汽輪機(jī)換水，就要用水泵來抽水。但是水泵也經(jīng)常出故障，那樣的話抽出來的水就倒灌進(jìn)汽輪機(jī)內(nèi)部，這樣的話這個(gè)汽輪機(jī)組就要癱瘓了。

3 火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化策略

上文筆者用了大段篇幅描述了汽輪機(jī)在工作中出現(xiàn)的幾種故障，為了提高汽輪機(jī)的發(fā)電效率，那就要對汽輪機(jī)進(jìn)行優(yōu)化處理，來激發(fā)它的運(yùn)行潛力。在以上的分析中大家也看出來了，汽輪機(jī)的內(nèi)部加熱器容易出故障，給水泵和冷凝器都容易引發(fā)故障。所以重點(diǎn)是對這三個(gè)部件進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，就可以有效的控制事故提高發(fā)電效率。下面咱們就分別給這三個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行升級(jí)。

3.1回?zé)峒訜崞鲀?yōu)化方案

回?zé)峒訜崞髡５那闆r下，整個(gè)汽輪機(jī)組就可以進(jìn)行工作了，對回?zé)峒訜崞鞯膬?yōu)化可以提高汽輪機(jī)的安全使用，汽輪機(jī)內(nèi)部加熱器會(huì)出現(xiàn)故障，是因?yàn)槠啓C(jī)內(nèi)部的抽氣系統(tǒng)有問題了，如果抽氣的壓力過高就會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)要多做功，這時(shí)就要改變加熱器上端或者下端的壓力這樣就可以多做功，做功越多內(nèi)部能級(jí)就高，所以通過控制汽輪機(jī)的兩端壓力就可以對其優(yōu)化。

3.2給水泵優(yōu)化

目前我廠采用了變頻電動(dòng)給水泵。這是一種比較先進(jìn)的水泵，它是在電動(dòng)給水泵的基礎(chǔ)上加上了變頻功能改造而來的一種新型水泵，在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)樗暮芏鄡?yōu)點(diǎn)深受電廠歡迎。用這種水泵可以帶來很好的經(jīng)濟(jì)利益，因?yàn)樗梢员３忠毫︸詈掀鞑粍?dòng)，又實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的作用，真是一舉兩得所以變頻調(diào)速是實(shí)現(xiàn)液力耦合器泵輪調(diào)速的最佳方式，而且可以節(jié)電20%以上這樣就符合了國家關(guān)于降低能耗20%的基本國策，為電力企業(yè)改革作出了貢獻(xiàn)，這種調(diào)速方法很值得推廣。

定速給水泵是汽輪機(jī)工作的基本方式，定速給水泵的工作要依靠鍋爐給水閥門來控制給水的速度，但如果在機(jī)組低谷的時(shí)候用這種方式調(diào)節(jié)，只會(huì)引起汽輪機(jī)的更大損失。

通過研究給水泵內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，對水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了優(yōu)化，讓它可以很好地控制水流量，通過對水泵的優(yōu)化就解決了問題，因?yàn)橐郧澳欠N比較繁瑣的模式，通過優(yōu)化不僅對給水泵有好處，還可以優(yōu)化氣動(dòng)泵。

3.3凝汽器真空抽氣系統(tǒng)的優(yōu)化

凝汽器真空抽氣系統(tǒng)是整個(gè)火力發(fā)電系統(tǒng)跟汽輪機(jī)基本一樣重要的一個(gè)組成部分，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到整個(gè)機(jī)組的命運(yùn)。如果出現(xiàn)真空抽氣系統(tǒng)漏汽，就會(huì)造成真空水泵抽氣系統(tǒng)不穩(wěn)定工作，現(xiàn)在的結(jié)果構(gòu)思是，把冷凝器內(nèi)部改成真空狀態(tài)這樣的優(yōu)化方案，又可以提高電廠的發(fā)電率。

3.4優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行

要經(jīng)常清理過鍋爐的臟東西，在每天的生產(chǎn)中工作人員要及時(shí)的清理鍋爐，要科學(xué)的清理鍋爐，定制一張表格定期的進(jìn)行有規(guī)律的清理工作，科學(xué)的給出清理周期。這樣可以提高鍋爐的熱量，讓燃料可以充分燃燒這樣可以保障鍋爐安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn)。還要保證鍋爐汽壓的控制，鍋爐出事故大都是由汽壓引起的。汽壓過高會(huì)產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)，汽壓過低就會(huì)降低效率，浪費(fèi)大量資源。

3.5空冷機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行

在我國煤多水少的地區(qū)直接空冷機(jī)組很受歡迎，我廠也是采用了這種空冷機(jī)組，在使用過程中也有一些問題比如：背壓高、真空密封差、容易發(fā)生凍結(jié)等問題。如果嚴(yán)重的話會(huì)影響機(jī)組的安全運(yùn)營。汽輪機(jī)的排汽直接用空氣來冷凝就是直接空冷，它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備少、系統(tǒng)簡單、占地小調(diào)節(jié)靈活。缺點(diǎn)是真空系統(tǒng)過大，泄漏點(diǎn)不好找，容易造成凝結(jié)水溶氧超標(biāo)，受環(huán)境影響大。

4結(jié)束語

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)高速的發(fā)展，那么用電量也在逐年攀升。這樣的話就不得不提高產(chǎn)電輸變電的能力了，所以很多火力發(fā)電廠都在鼓足干勁奔小康，本文通過對火電廠的汽輪機(jī)的介紹，明白了汽輪機(jī)的保養(yǎng)和使用，可以幫助企業(yè)多發(fā)電。

參考文獻(xiàn)：

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[2]丁大圣 .火電廠節(jié)能減排的必要性與對策分析[J ].煤炭技術(shù) .2013.

（作者單位：國電懷安熱電有限公司）