火電廠汽機(jī)運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題及措施分析

林覺(jué)椿

摘 要：汽機(jī)是火電廠發(fā)電進(jìn)程中重要的一部分，對(duì)電能供應(yīng)與發(fā)電運(yùn)行工作發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)階段，我國(guó)科學(xué)技術(shù)持續(xù)更迭換代，對(duì)機(jī)組運(yùn)行情況有著更高的要求，但是汽機(jī)運(yùn)行中仍然存在性能不高、運(yùn)行方案不完善等問(wèn)題，使其難以符合火電廠發(fā)電需求，因此亟待加強(qiáng)汽機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行。本文針對(duì)火電廠汽機(jī)基本情況展開(kāi)論述，并提出一定的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略，希望能夠確?；鹆Πl(fā)電廠汽機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)電力事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽機(jī)運(yùn)行;問(wèn)題;措施

一、火電廠汽機(jī)運(yùn)行中存在的問(wèn)題

科學(xué)技術(shù)不斷更迭換代，經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)步發(fā)展，我國(guó)火力發(fā)電廠的汽機(jī)設(shè)備升級(jí)改造，其設(shè)備運(yùn)行效能已經(jīng)逐漸與發(fā)達(dá)國(guó)家縮小了差距，為我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)與人們工作生活提供足夠的電力供應(yīng)。然而，在汽機(jī)的運(yùn)行中，仍然不可避免的受到各種外界因素的影響，例如電力共組人員缺乏專業(yè)素質(zhì)與技能等，設(shè)備管理情況較差，致使汽機(jī)在實(shí)際的運(yùn)行中性能存在一定的問(wèn)題。具體表現(xiàn)為：

1、火力發(fā)電廠運(yùn)行中，汽機(jī)使用性能相對(duì)較低?，F(xiàn)階段，我國(guó)社會(huì)發(fā)展中對(duì)于用電量的需求不斷上升，因此對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)的運(yùn)行性能有著較高的要求。然而，即使當(dāng)前火力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)不斷改造升級(jí)，但是仍然無(wú)法支撐火力發(fā)電的需求。與此同時(shí)，火力發(fā)電廠的管網(wǎng)性能較低，一旦汽機(jī)與管網(wǎng)結(jié)合，將對(duì)汽機(jī)的運(yùn)行性能造成嚴(yán)重的影響，大幅影響到火力發(fā)電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2、火力發(fā)電廠汽機(jī)的實(shí)施方案不完善。當(dāng)前，我國(guó)用電量持續(xù)增加，火力發(fā)電廠若想充分滿足用電需求，則應(yīng)該不斷調(diào)整汽機(jī)的運(yùn)行效率。然而，由于汽機(jī)本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作存在一定的難度，導(dǎo)致不能適應(yīng)制定出的實(shí)施方案或者不能完全執(zhí)行，致使汽機(jī)運(yùn)行達(dá)不到理想狀態(tài)和理論參數(shù)。故此，火力發(fā)電廠汽機(jī)的運(yùn)行方案需要根據(jù)需求變化不斷改進(jìn)優(yōu)化，隨時(shí)調(diào)整實(shí)施方案以保證汽機(jī)盡量高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3、汽機(jī)運(yùn)行缺少足夠的資金支持。當(dāng)前，社會(huì)用電量需求不斷增加，火力發(fā)電廠運(yùn)行中面臨著各種難題與挑戰(zhàn)。由于很多火電廠汽機(jī)運(yùn)行中缺少足夠的資金支持，使得汽機(jī)不能按實(shí)際需求和性能優(yōu)化方案進(jìn)行改進(jìn)的，甚至影響到火力發(fā)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

二、影響火電廠汽機(jī)運(yùn)行效果的因素分析

1、主汽/排汽參數(shù)。就發(fā)電熱力循環(huán)而言，蒸汽初壓與初溫是影響熱力機(jī)組性能的2個(gè)主要參數(shù)。通過(guò)提高初壓與初溫可使蒸汽動(dòng)力循環(huán)的平均吸熱溫度升高，進(jìn)而讓循環(huán)熱效率提高。在蒸汽初參數(shù)確定的前提下，讓汽輪機(jī)的實(shí)際排汽壓力降低，這樣可降低循環(huán)放熱過(guò)程的平均溫度，這樣也能提高汽機(jī)熱循環(huán)效率，但在提高初壓與降低排汽壓力的情況下，通常也會(huì)增大汽輪機(jī)末級(jí)濕度，造成濕汽損失增大，排汽濕度的過(guò)大，也會(huì)縮短末幾級(jí)葉片的壽命，最終會(huì)對(duì)汽輪機(jī)的安全運(yùn)行造成影響。

2、再熱系統(tǒng)參數(shù)。為有效處理排汽濕度過(guò)大問(wèn)題，人們通常會(huì)加入中間再熱循環(huán)，該種循環(huán)主要是把蒸汽從汽機(jī)某級(jí)后引到鍋爐然后再進(jìn)行加熱，讓蒸汽溫度提高后，再把蒸汽送至汽輪機(jī)后面級(jí)內(nèi)，讓其繼續(xù)做功。通常情況下，再熱工質(zhì)的吸熱溫度一般會(huì)比主汽工質(zhì)高。再熱對(duì)汽機(jī)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的提高，通常表現(xiàn)在：①讓末級(jí)濕度降低，讓濕汽損失減小，讓低壓缸效率提高。②讓工質(zhì)的加權(quán)平均吸熱溫度提高。

3、回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，抽汽級(jí)數(shù)、各級(jí)抽汽壓力、抽汽燴值、各加熱器進(jìn)出口給水溫度以及燴值等，這些都是回?zé)嵯到y(tǒng)的主要參數(shù)。通過(guò)給水回?zé)?，一方面可減少汽輪機(jī)排入凝汽器的蒸汽量，進(jìn)而降低汽輪機(jī)冷源損失;另一方面還可把工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的平均吸熱溫度提高，讓鍋爐內(nèi)部的傳熱溫度差降低，進(jìn)而減少做功能力損失。

三、解決火電廠汽機(jī)運(yùn)行中問(wèn)題的措施

1、優(yōu)化火力發(fā)電廠汽機(jī)抽汽設(shè)備。在火力發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行中，汽機(jī)占據(jù)著重要的地位，并發(fā)揮著不可取代的作用。作為凝汽器抽真空裝置，汽機(jī)的運(yùn)行情況關(guān)系著機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。故此，強(qiáng)化真空泵系統(tǒng)顯得尤為重要，不管是關(guān)閉汽機(jī)，還是開(kāi)啟汽機(jī)都應(yīng)該始終保證凝汽器的真空狀態(tài)。在火電廠的正常運(yùn)行中，最為常見(jiàn)的應(yīng)用設(shè)備是真空噴射器，主要分為噴射器、蒸汽噴射器兩種，雖然所運(yùn)用的媒體不同，但是實(shí)際運(yùn)行的原理是殊途同歸的。兩者都存在一定的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)，其中抽真空裝置構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，操作便捷，運(yùn)行性能穩(wěn)定，制作成本較低，但是實(shí)際運(yùn)行成本與維護(hù)成本較高，甚至容易導(dǎo)致浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象;而真空泵具備啟動(dòng)時(shí)間段、機(jī)械化操作強(qiáng)、運(yùn)行功率低等優(yōu)勢(shì)，但是同時(shí)具備前期投資多，蒸汽處理弱等缺點(diǎn)，對(duì)真空系統(tǒng)的運(yùn)行情況容易造成一定的威脅。在火力發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行中，需要按照自身的實(shí)際條件與運(yùn)行情況選擇合適的汽機(jī)抽汽設(shè)備，確保發(fā)電廠機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、優(yōu)化汽機(jī)的回?zé)峒訜崞?。若想確?；鹆Πl(fā)電廠機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，則應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)操作各級(jí)加熱器，不管哪級(jí)加熱器故障切除都將導(dǎo)致整個(gè)汽機(jī)及熱力系統(tǒng)效率降低，直接降低了火力發(fā)電廠的發(fā)電效率。加熱器的端差是加熱器效能的直接體現(xiàn)，如何維持較低的端差又不影響安全運(yùn)行是研究的方向。要得到低端差勢(shì)必要維持加熱器高水位穩(wěn)定，這就需要我們的調(diào)節(jié)系統(tǒng)足夠精確和線性，才能既保證安全又保證高效。而國(guó)產(chǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在這精細(xì)度方面是不過(guò)關(guān)的，特別是這種低流量低水壓的不起眼地方更為突出，還需要不斷投入研發(fā)制造出更優(yōu)秀的產(chǎn)品來(lái)讓我們使用。當(dāng)然也可以直接采購(gòu)國(guó)外的先進(jìn)成熟產(chǎn)品，勢(shì)必成本也會(huì)大大高。那么優(yōu)化的方式也可以變通，在重要的設(shè)備使用可靠性和精細(xì)度更高的國(guó)外產(chǎn)品，在初調(diào)或者要求不高的地方使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，兩相集合找到效能與投入的平衡點(diǎn)，出發(fā)點(diǎn)還是在于使用者的需求。再加上制定相應(yīng)的操作規(guī)范和管理制度，多管齊下降本增效。

3、優(yōu)化汽機(jī)的運(yùn)行模式。在火力發(fā)電廠汽機(jī)中有大量水泵，應(yīng)該按照發(fā)電廠的不同發(fā)電需求應(yīng)用不同的運(yùn)行模式。按水泵的工作方式主要分為兩種類型：定速泵、變頻泵。其中定速泵應(yīng)用最為廣泛，包括電動(dòng)給水泵也使用定速泵（通過(guò)液力耦合器改變給水泵轉(zhuǎn)速）。定速泵使用的是定速電機(jī)，造價(jià)低方便制造，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，控制系統(tǒng)也不復(fù)雜。然而一旦定速泵的裝置出現(xiàn)低負(fù)荷運(yùn)行的情況，將會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)情況，主要表現(xiàn)在節(jié)流損失大幅上升，泵組效率下降。故此，對(duì)水泵進(jìn)行變頻改造是極其有效的提升辦法，原因在于變頻電機(jī)及其附屬設(shè)備能夠在不同工況輸出不同轉(zhuǎn)速和功率，保證正常使用的前提下還沒(méi)有節(jié)流損失，大大提高了效率。但變頻裝置造價(jià)高、設(shè)備體積大、安裝維護(hù)難度高、控制系統(tǒng)復(fù)雜，所以要按需安裝做到效益最大化。在控制成本和維護(hù)難度的前提下，定速和變頻泵組綜合采用。

4、優(yōu)化汽機(jī)給水泵。事實(shí)上，火力發(fā)電廠運(yùn)行中，電動(dòng)給水泵是耗電量最大的設(shè)備，所以若想保證汽機(jī)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，則應(yīng)該加強(qiáng)電動(dòng)給水泵耗電量的控制。除了變頻改造外，還有更經(jīng)濟(jì)的汽動(dòng)給水泵組可以采用。具體優(yōu)化措施有：①處于啟動(dòng)爐供汽或者臨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，采用前置泵為鍋爐提供水源升溫升壓;②如果汽包壓力大于0.8MPa時(shí)，則應(yīng)該借助于沖動(dòng)小輪機(jī)帶動(dòng)汽動(dòng)給水泵來(lái)為鍋爐提供水源，減少電動(dòng)給水泵的使用時(shí)間。當(dāng)然電動(dòng)給水泵反應(yīng)迅速，作為緊急備用使用，在異常情況下可以保證安全還是必不可少。成本控制前提下可以削減電動(dòng)給水泵的容量，但是不能不設(shè)置電動(dòng)給水泵。

結(jié)束語(yǔ)

總之，火電廠作為電能生產(chǎn)的重要部門，其特殊性對(duì)能源消耗量也較大，所以在這競(jìng)爭(zhēng)白熱化的態(tài)勢(shì)下，需要采取切實(shí)可行的節(jié)能措施，強(qiáng)化汽輪機(jī)的節(jié)能運(yùn)行，確保其以最小的能源消耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

參考文獻(xiàn)

[1]王毅.火力發(fā)電廠汽機(jī)現(xiàn)狀及優(yōu)化策略[J].電子世界，2019（14）：367-369.