關于對火電廠集控運行的危險點預控方法研究

高海賓

摘 要：電廠集控運行包括集中管理與分散控制，主要負責電廠機組的運行、調(diào)節(jié)、控制和技術管理，確保電廠機組高效運行。機組協(xié)調(diào)控制是控制機組內(nèi)外能量合理配合，使其保持平衡，并調(diào)節(jié)壓力和功率之間的沖突矛盾，確保機組對外功率和調(diào)頻能力，有效控制蒸汽壓力誤差。有效進行強化電廠集中控運行以及發(fā)電機組協(xié)調(diào)控制，可以有效確保機組穩(wěn)定運行，提升電廠生產(chǎn)管理水平。

關鍵詞：火電;廠集控運行;危險點;預控方法研究

引言

電能作為清潔能源之一，是我國能源結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)成部分，與人們的日常生活以及社會生產(chǎn)活動密切相關。近年來，隨著社會發(fā)展，電能需求量不斷增加，促使電廠不斷革新技術、改進設備，并且有效進行提高發(fā)電效率。汽輪機自20世紀50年代應用于電廠以來，至今已有70余年的歷史，極大提升了電廠的運行效率。但是社會在不斷發(fā)展，技術也在不斷進步，隨著我國能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，需要電廠保持高效率的電能輸出，就必須對汽輪機的運行進行優(yōu)化，不斷提升汽輪機的運行狀態(tài)與效率，在降低能源的基礎上持續(xù)提升電廠發(fā)電量。

1火電廠集控運行的危險點分析

1.1汽輪機配汽方式

發(fā)電廠目前的汽配方式以復合型為主，汽輪機在不同狀態(tài)下需要以不同方式運行，復合型的汽配方式正是基于此。汽輪機啟動或低負荷時，以單閥的方式運行;高負荷時以順序閥方式運行。其特點是當以單閥的方式運行時，汽輪機的運行效率較低，耗能較大，而以順序閥的方式運行時，汽輪機運行效率較高，資源利用率高。

1.2汽輪機啟停

汽輪機無論是啟動還是停機，實質(zhì)上是轉(zhuǎn)子應力的變化。汽輪機處于運行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子表面蒸汽參數(shù)隨之變化，若啟動或者停止時，無法有效控制蒸汽參數(shù)，會導致轉(zhuǎn)子內(nèi)部形成動蕩的溫度場，從而使轉(zhuǎn)子處于進行高溫、高壓的環(huán)境，這不僅會造成嚴重的能耗，同時也會降低汽輪機運轉(zhuǎn)效率及壽命。

1.3汽輪機機組性能

汽輪機的能耗與機組性能有直接關系，其中最為關鍵的影響因素是調(diào)節(jié)氣閥。一般汽輪機有兩種調(diào)節(jié)方式，即單閥調(diào)節(jié)和順序閥調(diào)節(jié)。單閥調(diào)節(jié)以控制蒸汽參數(shù)為主;而順序閥，主要進行通過噴嘴控制蒸汽閥門開關的有效調(diào)節(jié)，以達到調(diào)節(jié)目的。但只有當氣閥壓力比較小時才能使用順序閥調(diào)節(jié)，若氣閥壓力過大，噴嘴與外缸變形，影響其密封性，進而導致機組性能受到影響，增加能耗。

1.4汽輪機密封水系統(tǒng)

目前，給水泵的軸端普遍采用迷宮密封，其密封效果雖然良好，但這種方式存在一定的弊端，即汽輪機給水泵如果緊急停機，會導致密封水回水補償，使小機箱中進水，影響給水泵的正常運行。

2火電廠集控運行的危險點預控方法

2.1選擇適宜的配汽方式

電廠集中管控系統(tǒng)中的汽輪機主要用于降低電力負荷變化較大造成的能源浪費問題。通過細致分析集控系統(tǒng)中汽輪機實際應用需求，可以明確汽輪機適宜配汽方式，對配汽全過程進行嚴格管控。不僅如此，集控系統(tǒng)在汽輪機配汽過程中，起到分配負荷、增強配汽內(nèi)部流動能力的方式，能夠從根本上提升系統(tǒng)的瞬時轉(zhuǎn)變效率，確保汽輪機能夠?qū)崿F(xiàn)高效穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，需在原有基礎上改變復合蒸汽分配方式，將原有汽輪機技術低負荷下的單閥配汽法轉(zhuǎn)變?yōu)轫樞蜷y調(diào)整法，使汽輪機在實際運行過程中能夠合理優(yōu)化蒸汽分配過程中的負荷，控制能源損失量，從根本上提升汽輪機運行效率。

2.2機組性能優(yōu)化

（1）循環(huán)水泵有效優(yōu)化

如果機組負荷和冷卻水溫度保持不變，當循環(huán)水流量變化時，凝汽器壓力也會發(fā)生變化，對循環(huán)水泵會產(chǎn)生一定的影響。隨著循環(huán)水流量的增加，凝汽器壓力降低，機組出力增加，循環(huán)水泵電耗增加。當循環(huán)水流量增加到一定程度時，循環(huán)水泵電耗的增加將抵消機組增加的出力。當循環(huán)水流量保持增加時，凝汽器最大運作壓力為機組增加出力值與循環(huán)水泵增加的功耗值之差，因此，必須使凝汽器保持最好的運行狀態(tài)，才能確保循環(huán)水泵運行良好。

（2）汽輪機冷卻液體系優(yōu)化

汽輪機冷卻液體系比較常見的問題是出水點的流量控制偏弱以及運行汽輪機時阻力不定，出現(xiàn)這些問題的主要原因是冷卻液的調(diào)節(jié)門開度偏小，造成阻力偏高，使汽輪機能耗增加，并且存在安全隱患。對此，可以嘗試調(diào)節(jié)水泵的運行速度，并完全打開調(diào)節(jié)門，控制流速，降低揚程，可有效解決上述問題。

2.3啟停優(yōu)化

（1）啟動優(yōu)化

汽輪機啟動流程包括鍋爐點火、暖管、沖動轉(zhuǎn)子加速暖機、并列接帶負荷等。鍋爐點火前，需要提前檢查凝氣器循環(huán)水、潤滑油系統(tǒng)以及盤車運轉(zhuǎn)狀態(tài)，然后開始點火，將汽輪機抽真空并送軸封，當鍋爐內(nèi)溫度以及壓力升高到一定程度時要實時開啟旁路。此過程中存在的主要問題是高壓缸與中壓缸聯(lián)合啟動時，高壓缸排汽溫度過高，對此，啟動汽輪機前可以調(diào)整再熱蒸汽壓力的上限，控制在0.5MPa，以便可以及時打開排氣逆止門，增加高壓缸通流量，進而有效調(diào)節(jié)高壓缸的排汽溫度。

（2）停機優(yōu)化

汽輪機停止運行時，各系統(tǒng)逐步停止運行狀態(tài)，進汽量逐漸下降為0，主汽門關閉，汽缸等零部件開始冷卻。汽輪機根據(jù)參數(shù)不同，有兩種停機方式，即滑參數(shù)與額定參數(shù)，相較于額定參數(shù)的停機方式，滑參數(shù)停機的綜合效益更好，不僅可以利用機組預熱發(fā)電，提高熱能利用效率，減少熱能散失，并且便于各部件快速降溫，有利于設備的檢修維護。

（3）運行過程優(yōu)化

汽輪機運行過程的優(yōu)化需要根據(jù)實際運行負荷變化，以“定滑定”的方式調(diào)整汽輪機，在不同的發(fā)電負荷下采用不同的運行方式。當處于高負荷狀態(tài)時，采用改變流通面積的噴嘴進行調(diào)節(jié);在低負荷狀態(tài)下，采用恒壓調(diào)節(jié)，可以保證鍋爐機組的正常運行。

2.4給水泵優(yōu)化

目前，給水泵普遍采用定速給水的運行方式，這種方式的缺陷是導致較大節(jié)流損失。給水泵的優(yōu)化需要技術人員根據(jù)平移泵曲線以及變動速度設計變速給水的運行方式。相較于定速給水，變速給水的運行方式可以有效解決調(diào)節(jié)閥控制水流量問題，可以降低汽輪機在低負荷運行狀態(tài)下的能耗，具有一定的節(jié)能效果。

2.5機組性能優(yōu)化

（1）循環(huán)水泵進行優(yōu)化

如果機組負荷和冷卻水溫度保持不變，當循環(huán)水流量變化時，凝汽器壓力也會發(fā)生變化，對循環(huán)水泵會產(chǎn)生一定的影響。隨著循環(huán)水流量的增加，凝汽器壓力降低，機組出力增加，循環(huán)水泵電耗增加。當循環(huán)水流量增加到一定程度時，循環(huán)水泵電耗的增加將抵消機組增加的力。當循環(huán)水流量保持增加時，凝汽器最大運作壓力為機組增加出力值與循環(huán)水泵增加的功耗值之差，因此，必須使凝汽器保持最好的運行狀態(tài)，才能確保循環(huán)水泵運行良好。

（2）汽輪機冷卻液體系優(yōu)化

汽輪機冷卻液體系比較常見的問題是出水點的流量控制偏弱以及運行汽輪機時阻力不定，出現(xiàn)這些問題的主要原因是冷卻液的調(diào)節(jié)門開度偏小，造成阻力偏高，使汽輪機能耗增加，并且存在安全隱患。對此，可以嘗試調(diào)節(jié)水泵的運行速度，并完全打開調(diào)節(jié)門，控制流速，降低揚程，可有效解決上述問題。

結(jié)束語：

綜上所述，在當前全球范圍內(nèi)能源緊張的背景下，電廠必須要不斷優(yōu)化設備、革新技術，以提升電廠的電能輸出效率，通過優(yōu)化汽輪機的配汽方式、汽輪機啟停、機組性能以及密封等問題，可有效降低機組能耗，提升汽輪機的運行效率。

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