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火力发电厂汽轮机运行管理与优化探究

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：孙永生

[导读] 摘要：我国改革开放已经进入深水区，经济在不断发展的同时，对能源的需求也在不断提升。

        （同煤大唐塔山第二发电有限责任公司 037001）
        摘要：我国改革开放已经进入深水区，经济在不断发展的同时，对能源的需求也在不断提升。火力发电厂依旧是我国发电厂的主要形式，在我国电力行业中占有极大比重。但是当前阶段火力发电厂汽轮机运行上，依旧存在一些问题，会为汽轮机正常运行带来一定程度的安全隐患，因此汽轮机运行管理工作一定要有效落实，在此基础上不断进行优化。本文将从现阶段火力发电厂汽轮机运行的问题出发，进一步探讨管理和优化对策，旨在抛砖引玉，吸引业内人士共同为火力发电厂汽轮机正常运行献计献策。
        关键词：火力发电厂；汽轮机；运行管理；优化
        我国经济在不断发展过程中，离不开电力能源的支持。电力行业作为重要的我国支柱性产业，在我国社会不断发展中，起到了不可替代的作用。火力发电占我国发电方式大约80%的比重，而汽轮机在其中的作用更是不可或缺。基于现存的一些运行问题，有必要进行更深层次的管理和优化。
        一、火力发电厂汽轮机运行中的主要问题
        首先，汽轮机在正常运行工作的阶段，内部气缸在排气阶段极其容易超标，这样就会降低气缸工作效率，从而引发汽轮机转速降低、运转缓慢的情况，从而降低整个系统的工作效率。而且火力发电厂汽轮机本身的内部结构复杂性极强，疏水结构也更加错综复杂，如果在疏水环节缺乏有效监督控制工作，管道产生泄露老化的问题也就不足为奇了。这样一方面会导致水量减少不正常的现象，另一方面也会使蒸汽指数更加异常，进一步使汽轮机的工作效率更加降低。如果汽轮机工作效率产生异常现象，则很多工作环节都会连带受到负面影响，凝汽器首当其冲，进一步引发管道破裂的现象，造成更加严重的后果。下图为火力发电厂发电流程，可以看到凝汽器和管道受到汽轮机的影响[1]。

        而且相对于汽轮机真空水泵而言，如果结构内部水温过高，则会使系统整体工作效率大幅降低，使内部水量的正常循环出现混乱，使汽轮机系统产生运行商的故障。另外，汽轮机运转过程中会有阀门问题导致内漏或堵塞的情况发生，如果出现该种情况，热量超负荷的现象就会出现，从而使汽轮机的整体运转趋于不正常。加上火力发电厂汽轮机组和组之间的协调性不强，如果发生类似现象，就要封闭气缸，才能对之进行维护与维修工作。这样做就会降低封闭性，使汽轮机工作稳定性受到影响。如果稳定性不能得到保障，蒸汽系统就会产生超负荷情况，有蒸汽泄漏的风险。这样不仅对系统整体运转产生了很大程度的负面影响，而且也会造成资源的不合理投入，使整个火力发电厂成本大幅提升[2]。
        最后在汽轮机停机的工况下，轴承部分会因为压力产生一定变化，在长时间运转中，汽轮机高压、重压与低压轴都会产生疏漏现象，在停机过程中也有严重振动现象。这就让汽轮机连接处的封闭性更差，引发蒸汽泄漏的风险，降低汽轮机的整体运行效率。
        二、火力发电厂汽轮机管理与优化运行措施
        （一）优化凝汽器
        直接对空冷系统进行优化，实质也是对空冷凝汽器进行优化，视优化目标的不同，空冷凝汽器的优化设计方法也不仅相同。首先需要对空冷凝汽器的各项参量进行综合分析，将凝汽器最小重量作为优化目标，从而达到凝汽器的设计要求。应当维持凝汽器真空状态，凝汽器真空能够有效保障汽轮机运行效率，这就需要对参数进行合理调节，保障凝汽器真空状态，降低汽轮机运行的能源耗费。为提升资源利用率，能够双重保障机组经济效益与环境效益。首先应当提升机组密封性，对机组密封性进行定期检查，使真空系统严密性得到保证。另外应该在大修汽轮机的时候对真空系统进行落实查漏工作。另外需要对空冷风机的冬季防冻和运行维护工作予以重视，防止出现翅片管冻堵的现象发生，进而使设备发生损坏[3]。
        （二）优化水泵
        水泵也是优化汽轮机的另一个关键性工作。在火力发电厂汽轮机的正常工作中，水泵的最大作用就是利用动力为汽轮机提供充足水源。在此过程中，主要是通过燃烧煤的方式使水源蒸汽化，转变成火力发电厂所需的能源动力。为了使水泵的功能得到充分发挥，可以利用平移变速的工作方式，科学协调水泵转速。这种方式可以使水量流量产生变化，从而连带使汽轮机运行负荷降低，使整体能量损耗进一步降低。不仅能够降低运行过程中的风险，而且也可以进一步提升汽轮机的工作效率。鉴于火力发电厂存在一定的危险性，因此无论怎样管理优化工作，都需要将安全性放在首位，优化水泵的最大原因也是为了全方位提升各个系统的运行安全性，从而使火力发电厂整体效率得到提升[4]。
        （三）优化真空装置设备
        火力发电厂的真空装置设备相对更简单，耗费成本通常也更低，但是运行投入却一样耗费大量成本。基于此，火力发电厂工作人员对真空装置设备的管理和优化工作，就显得尤为重要，不能因为真空装置设备使整个火力发电厂的发电效率下降，因此需要对真空装置设备的运行状态做实时监控。同时还应注意改善汽轮机背压的问题。汽轮机背压的实质是压力控制，针对汽轮机排气过程进行控制，如果能够科学管理背压问题，就能够使煤炭耗损量得到在一定程度上得到改善。优化背压的过程中，需要重视一下工作：首先，应当对循环水泵耗能量进行有效控制，水泵耗能量和背压数值是息息相关的，汽轮机往往在不同的运行阶段，会产生不同程度的负荷，在改善机组的工作中，可以使水运行状态得到很大程度的改善，背压数值也会随之受到影响。其次，应当优化凝汽器背压，在改善工作中，应当对循环水的耗损数据做实时记录，将此数据作为重要的参考依据，以便对相应功率进行调整，从而获取更加合适的汽轮机背压数值。
        （四）科学控制汽轮机启动、运行与停止
        机组启动应当保证已经完成了相关的清扫工作，保证道路通畅性，确保各个系统处于良好状态，且已完成了验收工作。在启动过程中，冷态汽轮机的冲转参数应当保持在合理范围内。接下来是汽轮机运行过程，火力发电厂汽轮机大部分都是在运行当中，运行状态好坏和火力发电厂的经济效益紧密相关。基于此，需要对机组的运行情况了如指掌，全面科学地检查机组，对其中安全隐患进行排查，工作人员在交接班阶段，应当对机组数据和工作状况进行全面检查，如果有问题应当第一时间汇报。在运行中，，监控主汽门的前压力和各加热器的侧压力，如果有必要，可以适当限制负荷作业。最后是汽轮机的停机过程，在减负荷作业时应当保证主汽压力平稳，不能让气缸处在空负荷与低负荷的状态。也需要关注调速系统和调速汽门卡涩现象，并调整真空和热井液位等等[5]。
        结束语
        汽轮机的正常运转对于火力发电厂有很大意义，因此工作人员应当正视汽轮机的运行问题，监控汽轮机的运行工况，并针对汽轮机各种工况故障进行排除，提升火力发电厂经济效益。
        参考文献：
        [1]刘景库.探析火力发电厂汽轮机运行的节能降耗[J].中国科技纵横，2012（21）：66-66.
        [2]贾晨光.简析电厂汽轮机运行节能降耗研究[J].科学与财富，2013（10）：113-113.
        [3]许峰，樊永江，赵振刚.有关电厂汽轮机运行中节能降耗的对策研究[J].科技传播，2012，0（22）：79-79.
        [4]荣令玉，孙全超.提高电厂汽轮机效率与经济性研究[J].科技风，2012（24）：135-136.
        [5]陈磊.汽轮机运转的节能降耗措施分析[J].科技创新与应用，2013（14）：110-111.