火電廠單元機組的經濟運行措施分析

摘要：隨著國家的不斷發展，社會對電力的需求不斷增長。由于國家電力運營體制改革，能源上的緊張局面和電力行業的競爭機制，都要求火電廠降低能源上的消耗。其中，火電廠熱力系統節能分析是節能減排的有效途徑。

關鍵詞：火電廠;經濟運行;熱力系統

前言

火電廠運行管理的任務之一就是計算出機組的各項熱經濟參數，每時每刻監測機組的運行效率，對能量損失的部位、原因以及影響程度進行分析，為運行人員及時調整機組的運行參數提供參考，從而提高機組運行效率，降低煤耗。

1.火電廠單元機組具有的熱經濟性

1.1火電廠單元機組的熱循環

對于現在的大型單元機組的基木熱力循環都是朗肯循環：它主要包括蒸汽鍋爐、蒸汽輪機、凝汽器和給水泵四大主要熱力設備，整個發電過程只要是一下過程：鍋爐將冷水加熱，產生過熱蒸汽，即主蒸汽，然后過熱蒸汽通過蒸汽管道進入汽輪機，主蒸汽進入汽輪機絕熱膨脹做功，并將做完功的蒸汽排入凝汽器。凝汽器將排汽用冷卻水加以冷卻，使它凝結成飽和水。給水泵將凝結水送入鍋爐。因此，朗肯循環就是工質經過鍋爐、汽輪機、凝汽器、給水泵所進行的簡單熱力循環過程。工質在熱力設備中斷進行吸熱、放熱、膨脹、壓縮等過程，使熱能不斷轉變為機械能。在這些過程中，蒸汽的狀態參數不斷發生變化。在基本的朗R循環基礎上，現代火電機組紛紛采用了多級給水加熱回熱、蒸汽中間再熱等，提高機組熱經濟性，從而形成了火電機組復雜的熱力循環。

1.2火電廠熱性經濟指標

火電廠熱經濟性指標是衡量機組熱力設備的完善程度、機組經濟性好壞的重要標準。電廠熱經濟性指標又被分為兩大類：效率指標和能耗率指標。所謂效率指標是指包括鍋爐效率、管道效率、汽輪機裝置循環效率、機械效率、發電機效率、廠用電效率等的全廠熱效率;而能耗率指標分為熱耗率指標和標準煤耗指標，能耗率指標本質上又與效率指標有很大關系。

1.3管道效率

火電廠的管道效率是指汽輪機在鍋爐得到的熱量占鍋爐輸出熱量的所占比重，汽輪機在實際的機器運行過程中，主要的損失就是管道泄漏造成的損失和蒸汽熱損失。所以經過相關計算人員在考慮其他的無關損失后的計算，管道的實際效率約為0.97。因此在性能考核中，不應該使用理論上的管道效率值0.99，而應該使用經過嚴格計算后得到的實際值。而在以后的火電廠運行中，減少對于實際操作中對于效率影響最大的管道泄漏和蒸汽熱損失是最值得研究的課題。

2.提高熱經濟性的方法

作為國家發電的主力軍，火力發電每年消耗很多能源，而火力發電的過程主要是運用過程中的熱量，所以不難看出，提高火力發電的熱經濟性是最有效的節省能源的方法。而燃料的利用率也直接決定著火電廠的收益多少。隨著科技的發展，人民意識的提高，大多數的火電廠領導都意識到提高熱經濟性的必要性。

2.1提高蒸汽初參數與單機容量

提高蒸汽的初參數對汽輪機效率的影響程度與汽輪機單機容量很大關系。如果在小容量機組上采用高參數，使原來就比較小的蒸汽容積流量變得更小，葉片更短，這樣必然使高壓部分的漏汽損失以及端部損失增加，汽輪機相對內效率會顯著下降，并超過循環熱效率的提高，導致汽輪機絕對內效率降低，同時浪費了設備及系統上的花銷。而對于大容量機組來說，因蒸汽容積流量很大，葉片高度較高，以釆用高參數的方式使相對內效率降低較小，且降低的數值小于循環熱效率提高的數值，所以保證了機組熱經濟性的提高。隨著科學技術的快速發展，越來越高參數，越來越大容量的單元機組已經投入到實際的生產之中。大量600MW、1000MW等超臨界、超超臨界的單元機組己經成為了各大電網的主干機組。

2.2使蒸汽終參數降低

汽輪機的排汽壓力和排汽溫度即為蒸汽的終參數，因為汽輪機的排汽一般都是濕飽和蒸汽，所以它對應的壓力和溫度也有著一定的對應關系，所以蒸汽終參數一般指的是汽輪機排汽壓力。在蒸汽初參數和循環形式已經無法改變的情況下，降低排汽壓力，是使循環熱效率明顯提高的最有效的辦法，雖然汽輪機末端中的蒸汽濕度將有所增加，但是機組熱經濟性的提高仍然是顯著的，所以在機組設計和運行中，應采取有效措施，盡可能地降低低壓缸排汽壓力。但是降低排汽壓力會受到很多客觀條件上的限制，比如說自然條件，排汽壓力絕對不可能低于當地冷卻水溫對應的飽和壓力，從技術條件來說，排汽壓力與冷卻水量、水溫、冷卻面積有關，而冷卻水量、冷卻面積又不可能無限大，并且使得設備機構復雜化，造價隨之顯著增加。故不能認為排汽壓力越低越好。

2.3對水進行回熱

從汽輪機的某些中間級抽出一部分的蒸汽，用來加熱鍋爐給水，叫做給水回熱加熱。多級給水回熱加熱系統在現代單元機組中有很多的應用。而此系統也使絕對內效率得到了顯著的提高。給水回熱減少了汽輪機汽量，減少了損失;提高了給水溫度，減少了加熱時對熱量的浪費，從而提高了循環熱效率;同時也改善了汽輪機高壓級和低壓級葉片的工質狀況。高壓端的蒸汽流量的增加有利于減少其通流部分的許多損失;還有利于減少汽輪機的濕氣損失、余速損失。因此，汽輪機的相對內效率會提高。

2.4蒸汽采用中間再熱

蒸汽中間再熱就是把蒸汽從汽輪機中間環節引出來在加熱器中再加熱，當溫度提高后再回到汽輪機中繼續膨脹做功。實際上，蒸汽中間再熱對循環熱效率的相對提高并不大，其主要的效果表現在較大地提高了汽輪機相對內效率。這是因為一方面再熱過程將蒸汽的膨脹過程線移向過熱區，提高了系統內的蒸汽干度，改善了汽輪機末級葉片的工作條件;另一方面再熱使機組汽耗率下降，減少了汽輪機的余速損失。

2.5燃燒方面的控制

在整個發電過程中，燃料的燃燒是發電的中心環節，而燃料的燃燒也是一個非常主要的可控環節，通過對染料燃燒環境等的調整，可減少許多不必要的燃料燃燒損失，提高相關環節的效率，降低燃料的消耗。在不影響其他環節的情況下，盡量多的使用下排燃燒器，或增加其的下負荷，減小其上負荷，達到降低火焰中心的目的，延長燃料的燃燒時間，提高燃燒效率。

3.結語

盡管許多新興技術在慢慢的發展，比如核技術，但現在以及未來的多年，火力發電依然是世界發電的主要技術，這也對未來技術的發展提出了方向性，在未來的一段時間，有關火電廠單元機組的經濟運行措施依然會是相關的熱門話題，相關技術也會在人們的關注下，在短時間內即可得到較大發展。火電機組的性能計算與性能分析對于電廠優化運行，節能減排具有十分重要的意義。本文依據熱經濟狀態計算方法展開了研究，并取得成果：學習了熱經濟理論，并將這套理論應用到了熱力系統熱經濟性應用之中。

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