電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)的優(yōu)化措施分析

史志國(guó)

摘要：隨著電廠規(guī)模大不斷擴(kuò)大，其能耗水平也逐漸增高，集控系統(tǒng)中汽輪機(jī)作為非常重要的設(shè)備裝置對(duì)電廠整體運(yùn)行有著極大的影響，文章主要對(duì)電廠汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行分析，并探討相應(yīng)的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：電廠集控;集控運(yùn)行;汽輪機(jī);集控優(yōu)化

引言

優(yōu)化后的汽輪機(jī)不僅可以滿足電廠生產(chǎn)要求，還可以使集控運(yùn)行系統(tǒng)的額資源調(diào)配效果更顯著。在汽輪機(jī)優(yōu)化中，技術(shù)人員可以從配汽方式和啟停方面入手，使其運(yùn)行受控，還可以將汽輪機(jī)機(jī)組和循環(huán)水泵等作為重點(diǎn)優(yōu)化對(duì)象。在汽輪機(jī)運(yùn)行中農(nóng)，還要做好維護(hù)管理工作，如此汽輪機(jī)才能滿足集控運(yùn)行要求。

1電廠汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)組成及其工作原理

一般火力發(fā)電廠中使用的汽輪機(jī)也稱蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動(dòng)力裝置，高溫高壓蒸汽穿過(guò)固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)外做功，具有單機(jī)功率大、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)的本體結(jié)構(gòu)分為固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分兩大類。其中，固定部分包括氣缸、滑銷系統(tǒng)、隔板、噴嘴、汽封、軸承等一些固定零部件;轉(zhuǎn)動(dòng)部分主要包括主軸、葉輪、葉片、拉筋、圍帶等緊固件。汽輪機(jī)的工作原理是將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的外燃回轉(zhuǎn)式機(jī)械，將來(lái)自鍋爐的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，依次經(jīng)過(guò)一系列環(huán)形配置的噴嘴和動(dòng)葉，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。蒸汽在汽輪機(jī)中，以不同方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，便構(gòu)成了不同工作原理的汽輪機(jī)。同時(shí)，汽輪機(jī)除了本體結(jié)構(gòu)外，還包括蒸汽系統(tǒng)設(shè)備、凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)備、給水系統(tǒng)等其他輔助設(shè)備裝置，共同組建成為電廠的發(fā)電單元。

2存在的問(wèn)題

2.1配汽方式上的問(wèn)題

就現(xiàn)在的情況來(lái)看，汽輪機(jī)的配汽方式上主要采用的是復(fù)合型配汽這種方式。當(dāng)汽輪機(jī)實(shí)際進(jìn)行工作的過(guò)程中，不同的階段都需要不同的配汽方式來(lái)保障汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。比如說(shuō)在汽輪機(jī)的低負(fù)荷或者剛開啟動(dòng)的階段，只要采用單閥這種方式就可以讓汽輪機(jī)運(yùn)行起來(lái)，但是在低負(fù)荷這個(gè)階段運(yùn)行時(shí)，不僅運(yùn)行的效率比較低而且還會(huì)消耗非常多的能量。

2.2汽輪機(jī)啟停

汽輪機(jī)運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)不會(huì)始終如一，即使汽輪機(jī)處于正常狀態(tài)，轉(zhuǎn)子也會(huì)發(fā)生變化，變化主要為表面蒸汽參數(shù)，該變化還會(huì)引發(fā)內(nèi)部溫度變化。所以汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子會(huì)處于高壓高溫工作狀態(tài)。在轉(zhuǎn)子變化過(guò)程中，參數(shù)處理容易出現(xiàn)失誤。該失誤對(duì)能耗控制影響最大，當(dāng)汽輪機(jī)處于啟停狀態(tài)時(shí)，能耗會(huì)失控，能量消耗會(huì)變大，而汽輪機(jī)本身的運(yùn)行情況和質(zhì)量也會(huì)受到負(fù)面影響。

2.3設(shè)備本身問(wèn)題

汽輪機(jī)作為電廠發(fā)電的主要機(jī)械設(shè)備，往往消耗大量的能源物質(zhì)才能產(chǎn)生所需要的電力能源，其能量的轉(zhuǎn)化效率較低，這主要受制于汽輪機(jī)技術(shù)方面的原因。目前，國(guó)內(nèi)的汽輪機(jī)的技術(shù)與世界先進(jìn)水平還存在著一定差距，汽輪機(jī)的技術(shù)革新進(jìn)展較為緩慢，這直接導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)電廠使用的汽輪機(jī)運(yùn)行效率低下，能耗居高不下

3電廠汽輪機(jī)部分輔機(jī)系統(tǒng)實(shí)際優(yōu)化方案

2.1以凝汽設(shè)備為對(duì)象開展優(yōu)化工作

凝汽設(shè)備是凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組一組很重要的設(shè)備。凝汽器的主要作用是在汽輪機(jī)的排汽口建立并保持高度真空。將低壓缸排出的蒸汽凝結(jié)成水，然后回收到給水系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。凝汽設(shè)備主要包括：凝汽器、真空泵（或抽汽器）、凝結(jié)水泵。影響凝汽器真空度的原因有很多：如循環(huán)水入口水溫、凝汽器端差、循環(huán)水的溫升、換熱面積、冷卻水量、蒸汽負(fù)荷、真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性等。在設(shè)計(jì)階段，凝汽器真空度的最佳選擇設(shè)計(jì)。循環(huán)冷卻水溫取決于環(huán)境溫度，相對(duì)穩(wěn)定。蒸汽負(fù)荷是根據(jù)鍋爐來(lái)汽及抽汽系統(tǒng)決定的，一般汽機(jī)及鍋爐選好后，這些數(shù)值都是比較確定的數(shù)據(jù)。而當(dāng)換熱面積一定的情況下，只有增加冷卻水量才能是提高凝汽器的真空度，冷卻水量的增加會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水泵的流量增大，則導(dǎo)致循環(huán)水泵的能耗增加。故設(shè)計(jì)階段考慮的真空最佳數(shù)值，則是提高真空度可以使汽機(jī)能耗的減小與增加水量使循環(huán)水泵能耗的增加的比較最佳值。在運(yùn)行階段，提高凝汽器真空度的方式分析。

3.2優(yōu)化汽輪機(jī)啟停

汽輪機(jī)在啟動(dòng)的過(guò)程中，往往都是采用的高中壓缸聯(lián)動(dòng)配合的這種啟動(dòng)方式。但是在具體的操作過(guò)程中，電廠采用這種方式啟動(dòng)汽輪機(jī)，很容易就會(huì)導(dǎo)致高壓缸中的溫度逐漸升高，這樣只會(huì)導(dǎo)致能量大量損失。為了減少目前的這種問(wèn)題的出現(xiàn)，我們可以采用降低高壓缸的排汽溫度或減少啟動(dòng)過(guò)程中蒸汽預(yù)定壓力。一旦出現(xiàn)高壓缸溫度上升的問(wèn)題迅速的打開高壓缸的排汽逆止門，這樣可以增加氣體流通量，有效的降低溫度。

3.3做好汽輪機(jī)管理維護(hù)工作

汽輪機(jī)組需要一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)，電廠集控運(yùn)行效率才會(huì)得到保證。電廠需要制定機(jī)組運(yùn)行維護(hù)計(jì)劃，安排專業(yè)的維修人員，對(duì)機(jī)組設(shè)備進(jìn)行定期檢查，使相關(guān)的高壓設(shè)備或關(guān)鍵設(shè)施得到有效檢修。在管理維護(hù)中，維修人員還要對(duì)高壓管道和高壓加熱系統(tǒng)進(jìn)行有效清理和管理，使其運(yùn)行過(guò)程能耗受控。

3.4汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化改造

以透平油為工作介質(zhì)，利用機(jī)械液壓方式作為傳統(tǒng)汽輪機(jī)配備的調(diào)節(jié)功能系統(tǒng)，進(jìn)行汽輪機(jī)的載荷與轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。在改造優(yōu)化過(guò)程中，可以引入數(shù)字化的技術(shù)，采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靈活性，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，顯示結(jié)果直觀等特點(diǎn)。同時(shí)，數(shù)字化的調(diào)節(jié)系統(tǒng)具備報(bào)警、保護(hù)、超速控制、制圖輸出等功能，便于汽輪機(jī)的時(shí)時(shí)監(jiān)控，有效地提高機(jī)組的運(yùn)行控制能力。

3.5改進(jìn)輸送水體系

輸送水體系對(duì)汽輪機(jī)輔機(jī)運(yùn)行具有直接影響，如果該體系出現(xiàn)問(wèn)題或故障，容易造成水泵崩裂，故障嚴(yán)重甚至?xí)l(fā)大范圍漏水情況，為企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以，電廠要給予高度重視，通過(guò)改進(jìn)輸送水體系保證汽輪機(jī)輔機(jī)的正常運(yùn)行。目前，大多數(shù)電廠主要采用在凝氣設(shè)備與空氣接觸部位安裝輸送水泵的方式進(jìn)行改進(jìn)，此措施可以有效解決水泵沖擊造成的震動(dòng)問(wèn)題，確保輸送水體系安全，但是此改進(jìn)方式需要結(jié)合具體生產(chǎn)情況靈活運(yùn)用。電廠可通過(guò)采用加緊節(jié)門或安裝減震設(shè)備的方式進(jìn)行改進(jìn)，在保證輸送水體系運(yùn)行質(zhì)量的基礎(chǔ)上，發(fā)揮體系的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

3.6保證汽輪機(jī)最佳真空狀態(tài)

真空狀態(tài)主要反應(yīng)凝汽器的運(yùn)行情況，其會(huì)對(duì)機(jī)組單元安全可靠性產(chǎn)生直接影響，在過(guò)去，汽輪機(jī)的真空狀態(tài)一般較低，這會(huì)影響汽輪機(jī)運(yùn)行效率。所以優(yōu)化設(shè)計(jì)人員還要致力于提高汽輪機(jī)的真空狀態(tài)，使其處于最佳狀態(tài)。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，主要對(duì)汽輪機(jī)的真空系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，使其嚴(yán)密性得到保證。在監(jiān)控中，如果出現(xiàn)漏洞，還要及時(shí)補(bǔ)漏。汽輪機(jī)組循環(huán)水泵的運(yùn)行情況會(huì)對(duì)真空系統(tǒng)產(chǎn)生間接影響，工作人員還要落實(shí)維護(hù)措施，使前者運(yùn)行安全可靠。凝汽器中的軸封系統(tǒng)和水封會(huì)影響真空系統(tǒng)的密封性，所以其也需要被納入到監(jiān)控范圍內(nèi)。軸封加熱器處的水位還要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。水封設(shè)備質(zhì)量與性能還要滿足密封性要求，避免其成為失水漏氣罪魁。抽氣器在切換運(yùn)行操作過(guò)程中，不能出現(xiàn)差錯(cuò)，不能對(duì)真空系統(tǒng)造成影響。真空系統(tǒng)連接著相關(guān)的保護(hù)裝置，該裝置需要一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)，性能參數(shù)需要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在檢查中，如果出現(xiàn)整定值不滿足要求，還需要調(diào)整該參數(shù)。

結(jié)語(yǔ)

社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)于能源的需求量也逐漸的增多，電能作為其中一項(xiàng)非常非常重要的能源，對(duì)于發(fā)電廠來(lái)說(shuō)就應(yīng)該不斷的提升自身的發(fā)電效率以及發(fā)電的能力。雖然就目前而言汽輪機(jī)在使用上還存在很多的問(wèn)題，但是只要把這些問(wèn)題解決了，不僅僅可以提升汽輪機(jī)的使用時(shí)間，減少汽輪機(jī)的運(yùn)行事故，還可以提升電廠的發(fā)電效率，提升經(jīng)濟(jì)效益。

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