熱電廠鍋爐汽輪機的優(yōu)化調(diào)度策略

李巖

【摘 要】對汽輪機進行優(yōu)化處理，是電廠經(jīng)濟生產(chǎn)和高效生產(chǎn)的必然要求，也是能源節(jié)約控制，資源合理配置的必要工作。優(yōu)化人員需要從實際出發(fā)，了解集控運行系統(tǒng)的要求，掌握汽輪機的運行原理和運行現(xiàn)狀，還需參考其它電廠汽輪機改造經(jīng)驗，使汽輪機最佳真空狀態(tài)或工作狀態(tài)等滿足電廠本身生產(chǎn)需求。如此汽輪機運行價值才能最大化。

【關(guān)鍵詞】熱電廠鍋爐汽輪機；優(yōu)化調(diào)度；策略

引言

現(xiàn)今的熱電廠的動力或能源一般來自煤炭的燃燒，但是關(guān)于煤燃燒的標準以及燃燒方式都存在很大的弊端，不能充分利用資源，造成極大的浪費。可持續(xù)發(fā)展是國家發(fā)展的重要途徑，而節(jié)約能源便是其中的一項重要舉措，同時，對有限能源的科學利用也是低碳經(jīng)濟社會的重要部分。因此，加強對熱電廠鍋爐汽輪機優(yōu)化調(diào)度可以有效地提高熱電廠的節(jié)能效率以及降低對環(huán)境的污染。

1汽輪機的含義

所謂的汽輪機就是電廠在正常進行運行的過程中不可或缺的器械設(shè)備，其對于電廠是否可以正常運行有著非常大的影響。汽輪機工作的時候是按照沖動作用進行運轉(zhuǎn)，把熱能慢慢的變成機械能的一種旋轉(zhuǎn)器械設(shè)備。從總體的構(gòu)造結(jié)構(gòu)上劃分，可以分成兩個不同的部分，其中一個部分就是轉(zhuǎn)動部分。轉(zhuǎn)動部分主要組成結(jié)構(gòu)零件包括：動葉片、主軸以及聯(lián)軸器等；另一部分就是靜止部分，靜止部分主要構(gòu)成零件包括：軸承、氣缸、汽封以及近氣部分等。不管是哪個部分對于汽輪機來說是保證其正常運行的關(guān)鍵點。沖動作用原理就是讓蒸汽噴嘴中的蒸汽在通過動葉氣道時對方向進行改變，讓其作用于汽輪機葉片，保證葉輪轉(zhuǎn)動，最后讓熱能轉(zhuǎn)化成機械動能。

汽輪機根據(jù)不同的劃分機制可以分成不同種類的汽輪機，從工作原理的角度實行劃分的話，也可以分成兩個部分，就是反動式汽輪機和沖動式汽輪機。以機構(gòu)進行分類的話，可以分成多級汽輪機以及單級汽輪機。以熱力特性劃分的話。可以分成凝汽式汽輪機、抽汽式汽輪機、供熱式汽輪機以及背壓式汽輪機等。在電廠中人們經(jīng)常看到的汽輪機大多數(shù)都是凝汽式汽輪機，也是使用范圍最廣的一種汽輪機。凝汽式汽輪機是由循環(huán)水泵、凝汽器、抽氣器以及凝結(jié)水泵等部件構(gòu)成，對于汽輪機的正常運行來說這些凝器設(shè)備都是輔助設(shè)備。凝汽式汽輪機的工作過程就是，排汽一旦遇到冷就會迅速凝結(jié)變成為水，這就導致其體積逐漸下降，讓原本充滿空氣的封閉空間變成了真空空間，這就會導致氣壓下降，而蒸汽的理想焓降上升，設(shè)備的熱效率也獲得相應(yīng)的上升。凝汽式汽輪機的排氣壓力對汽輪機的正常運行也存在非常大的影響，而影響排氣壓力的就是冷卻水的進水溫度以及冷卻倍率，雖然可以取得非常高的真空度，于此同時也會導致循環(huán)水泵在運行的過程中功耗加劇以及設(shè)備資金的投入力度增加。

2汽輪機存在的問題

2.1汽輪機的配汽方式

汽輪機配汽方式有多種，順序閥方式或單閥方式都能滿足汽輪機運行需求，但其適用階段不同，前者主要應(yīng)用在高負荷階段，后者主要應(yīng)用在低負荷階段，高負荷階段的運行效率一般能達到標準要求，低負荷階段會造成能耗問題。在汽輪機生產(chǎn)運行中，兩種方式經(jīng)常結(jié)合起來，一起使用，但單閥方式缺陷需要得到改善，其才不會對汽輪機運行效率造成負面影響。

2.2汽輪機啟停

汽輪機運行中，轉(zhuǎn)子運行狀態(tài)不會始終如一，即使汽輪機處于正常狀態(tài)，轉(zhuǎn)子也會發(fā)生變化，變化主要為表面蒸汽參數(shù)，該變化還會引發(fā)內(nèi)部溫度變化。所以汽輪機中的轉(zhuǎn)子會處于高壓高溫工作狀態(tài)。在轉(zhuǎn)子變化過程中，參數(shù)處理容易出現(xiàn)失誤。該失誤對能耗控制影響最大，當汽輪機處于啟停狀態(tài)時，能耗會失控，能量消耗會變大，而汽輪機本身的運行情況和質(zhì)量也會受到負面影響。

3電廠集控運行汽輪機的優(yōu)化措施

3.1優(yōu)化汽輪機的配汽方式和啟停

汽輪機運行過程中的負載不能保持穩(wěn)定，在低負載狀態(tài)下，還要控制汽輪機的運行能耗。傳統(tǒng)復合型配汽方式不能滿足此要求，優(yōu)化設(shè)計人員需要對配汽方式進行優(yōu)化創(chuàng)新，使其能改善低負荷能耗問題。三閥式配汽方式可以滿足高負荷和低負荷兩種狀態(tài)的汽輪機運行要求和能耗要求，且在高負荷狀態(tài)下，其還可以分擔負荷，減小汽輪機的運行負擔，提高其運行效率。在能源節(jié)約方面，其可以通過提高轉(zhuǎn)換效率等方式來減少能耗。這些優(yōu)勢都使得該種配汽方式應(yīng)用更加廣泛。優(yōu)化設(shè)計人員還要對啟停過程進行調(diào)整優(yōu)化，使其在頻繁啟停狀態(tài)下，不會造成過多能耗。在啟動優(yōu)化中，主要將高壓缸和中壓缸聯(lián)系起來，在兩者結(jié)合狀態(tài)下，開啟設(shè)備。在停止運行控制中，主要借助滑參數(shù)停機方式和額定參數(shù)停機方式來達到節(jié)能降耗目的。前者的作用優(yōu)勢要優(yōu)于后者，其在汽輪機運行效率優(yōu)化改善和機組部件溫控中占據(jù)優(yōu)勢。

3.2優(yōu)化汽輪機的機組和循環(huán)水泵

機組和循環(huán)水泵屬于汽輪機的輔機設(shè)備，優(yōu)化設(shè)計人員需要使其處于高效運轉(zhuǎn)狀態(tài)，需要使其性能和協(xié)調(diào)性滿足汽輪機運行要求，其才不會成為汽輪機高效運行的影響因素。在機組優(yōu)化中，設(shè)計人員需要站在節(jié)能減耗和高效運行角度上，提升機組性能參數(shù)。在循環(huán)水泵優(yōu)化設(shè)計中，需要使凝汽器處于最佳壓力狀態(tài)，該種狀態(tài)下的凝汽器壓力與水泵功耗和機組能耗有直接關(guān)系，在汽輪機運行中，后兩者會互相抵消，產(chǎn)生的差值便等同于凝汽器壓力。所以當凝汽器壓力最佳時，機組出力會最小，水泵功耗最小。

3.3保證汽輪機最佳真空狀態(tài)

真空狀態(tài)主要反應(yīng)凝汽器的運行情況，其會對機組單元安全可靠性產(chǎn)生直接影響，在過去，汽輪機的真空狀態(tài)一般較低，這會影響汽輪機運行效率。所以優(yōu)化設(shè)計人員還要致力于提高汽輪機的真空狀態(tài)，使其處于最佳狀態(tài)。在優(yōu)化設(shè)計中，主要對汽輪機的真空系統(tǒng)進行監(jiān)控，使其嚴密性得到保證。在監(jiān)控中，如果出現(xiàn)漏洞，還要及時補漏。汽輪機組循環(huán)水泵的運行情況會對真空系統(tǒng)產(chǎn)生間接影響，工作人員還要落實維護措施，使前者運行安全可靠。凝汽器中的軸封系統(tǒng)和水封會影響真空系統(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準要求。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。抽氣器在切換運行操作過程中，不能出現(xiàn)差錯，不能對真空系統(tǒng)造成影響。真空系統(tǒng)連接著相關(guān)的保護裝置，該裝置需要一直處于正常運行狀態(tài)，性能參數(shù)需要滿足標準要求。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)。

3.4做好汽輪機管理維護工作

汽輪機組需要一直處于正常運行狀態(tài)，電廠集控運行效率才會得到保證。電廠需要制定機組運行維護計劃，安排專業(yè)的維修人員，對機組設(shè)備進行定期檢查，使相關(guān)的高壓設(shè)備或關(guān)鍵設(shè)施得到有效檢修。在管理維護中，維修人員還要對高壓管道和高壓加熱系統(tǒng)進行有效清理和管理，使其運行過程能耗受控。

結(jié)束語

優(yōu)化后的汽輪機不僅可以滿足電廠生產(chǎn)要求，還可以使集控運行系統(tǒng)的額資源調(diào)配效果更顯著。在汽輪機優(yōu)化中，技術(shù)人員可以從配汽方式和啟停方面入手，使其運行受控，還可以將汽輪機機組和循環(huán)水泵等作為重點優(yōu)化對象。在汽輪機運行中農(nóng)，還要做好維護管理工作，如此汽輪機才能滿足集控運行要求。本文主要針對電廠集控運行汽輪機的優(yōu)化措施進行分析。

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（作者單位：中國石油化工股份有限公司天津分公司熱電部）