火電廠汽機熱力系統(tǒng)運行優(yōu)化探析

四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司 四川 廣安 638000

1 引言

在新時期的背景下，隨著現(xiàn)代化社會建設(shè)的不斷推進，我國社會生產(chǎn)與生活水平有了顯著的提升，人們對于生活質(zhì)量的要求越來越高，在這其中，供電和用電的質(zhì)量是非常重要的一個方面。我國的電力產(chǎn)業(yè)是市場經(jīng)濟建設(shè)的一大支柱，同時，電力能源也是保證社會能夠正常運作的主要動力，因此，為了兼顧電力事業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，電力企業(yè)必須對電力系統(tǒng)的優(yōu)化提起足夠的重視。當(dāng)前電能供應(yīng)的質(zhì)量與社會的各行各業(yè)的發(fā)展都有著十分緊密聯(lián)系，為了滿足不同行業(yè)的用電需求，火電廠企業(yè)要結(jié)合生產(chǎn)實際，對汽機的熱力系統(tǒng)進行多元化的改造與升級，以實現(xiàn)供電的差異化。本文主要對火電廠汽機組熱力系統(tǒng)運行過程中的一些常見故障和問題進行了分析，并根據(jù)實際問題，有針對性提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施。

2 火電廠汽機熱力系統(tǒng)常見故障分析

2.1 汽機熱力循環(huán)故障 對于汽機組的熱力循環(huán)系統(tǒng)來說，運行的性能會受到蒸汽的初溫與初壓的影響。大多數(shù)情況下，為了促進汽機蒸汽的動力循環(huán)，同時提升吸熱溫度的平均值，采取的都是提高蒸汽初溫與初壓的方法，將熱量循環(huán)的效率維持在較高的水平。如果蒸汽的初溫與初壓的相關(guān)參數(shù)已經(jīng)確定了，為了降低汽機在實際排汽過程中的壓力，就需要設(shè)法降低熱量循環(huán)過程中的平均溫度，盡管這種操作能夠提升汽機熱循環(huán)利用的效率，但是也會造成濕氣損失的增大，將蒸汽的初壓升高同時降低排汽的壓力，會使得汽輪機末級的濕度不斷的增大，進而排汽管道的濕度也會相應(yīng)的增大，加速了葉片的損耗，久而久之會對汽機組的安全運行產(chǎn)生十分不利的影響。在對水蒸氣進行排出的階段，疏水閥門也可能出現(xiàn)內(nèi)漏的問題，增加了額外的熱量消耗。導(dǎo)致疏水閥門內(nèi)漏問題的原因有很多，包括了疏水閥門兩面壓力差過大，汽機組在開啟或停止階段產(chǎn)生的蒸汽沖刷。

2.2 汽機管道轉(zhuǎn)軸斷裂 在汽機運行過程當(dāng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)排汽管道轉(zhuǎn)軸斷裂的情況，斷裂的部位主要是葉狀轉(zhuǎn)輪鍵槽位置，斷裂后，該部位分為分裂為兩段。斷裂軸鍵的直徑，鍵槽上方位置的寬度，長度和裂縫的深度都不符合驅(qū)動型斷裂的特征。因此，為了保證斷裂原因分析的合理性，首先需要對端口的形狀進行觀察，并以此為基礎(chǔ)進行判斷。對斷裂后的汽機轉(zhuǎn)軸表面進行分析，如果不屬于驅(qū)動型的斷裂，那么斷面不會產(chǎn)生塑性變形，斷裂的產(chǎn)生是突發(fā)的，斷面與轉(zhuǎn)軸成垂直角度，這些特點表明了斷裂屬于脆性。對于脆性斷裂的表面，在進行分析的過程中可以將其分為三個部分，分別是導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸斷面的疲勞源頭區(qū)域，轉(zhuǎn)軸疲勞產(chǎn)生裂紋的延伸和擴展區(qū)域以及最終導(dǎo)致斷裂的區(qū)域。

2.3 汽機轉(zhuǎn)子熱變形 在汽輪機組運行的過程當(dāng)中，轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生較大的熱量，隨著溫度的變化轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生應(yīng)力而形變，此外汽輪機組的氣缸經(jīng)常會出現(xiàn)進水和進氣的情況，汽缸之間由于相互作用存在著摩擦，發(fā)電機轉(zhuǎn)子的冷卻過程沒有統(tǒng)一，存在溫度差，極易使轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形。轉(zhuǎn)子在運行的過程中出現(xiàn)變形，那么勢必會使轉(zhuǎn)輪機組產(chǎn)生振動異常。如果轉(zhuǎn)子的熱變形程度較低，那么還有恢復(fù)的可能，不至于對整個發(fā)電機組造成過大的危害，但是如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)量偏心程度過多，那么很可能會造成不可挽回的損失，會對準(zhǔn)軸產(chǎn)生永久性的危害，降低熱力系統(tǒng)的運行效率。

3 火電廠汽機熱力系統(tǒng)運行優(yōu)化方案

3.1 汽機熱力系統(tǒng)能效優(yōu)化 對于汽機熱力系統(tǒng)的優(yōu)化來說，最有效的方式是對汽機組的能量效率進行提升。汽機組疏水管和汽封間距的處理是熱力系統(tǒng)能耗優(yōu)化的前提，在實際操作的過程中，要考慮不同設(shè)備特性的差異，遵循運行的基本原理，以此為基礎(chǔ)對能效系統(tǒng)進行改進。對于火電廠汽機的構(gòu)成來說，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時置于了多個高壓的導(dǎo)氣管道內(nèi)部。一般來說，一些比較老的導(dǎo)氣管道內(nèi)部排布了輸水管道，作用是排除汽機的熱力系統(tǒng)在運行的過程中所產(chǎn)生的冷凝水。但是隨著設(shè)備的更新?lián)Q代，目前發(fā)電廠高壓的導(dǎo)氣管道之間的間隙比較小，導(dǎo)氣的能力也大幅提升，能夠確保汽機設(shè)備的水蒸氣能夠及時排出，因此不會產(chǎn)生冷凝水，這也就意味著疏水管失去了存在的意義，因此在優(yōu)化熱力系統(tǒng)的過程中，可以將大量疏水管進行清除，從而減少不必要的設(shè)備能耗。此外，在將疏水管道清除后，還能夠有效減小汽機組和汽封之間的間隙，這樣可以有效降低熱蒸汽的能量損失，減少熱量損耗的比例，提高能源的利用率。但是在對疏水管道進行清除時，需要注意要保證疏水閥能夠正常的工作，當(dāng)汽機內(nèi)部產(chǎn)生了水蒸氣時，可以利用疏水閥進行及時的排出，避免影響汽機組的正常運作。

3.2 汽機轉(zhuǎn)子熱彎曲處理 對于汽機熱力系統(tǒng)轉(zhuǎn)子熱彎曲的現(xiàn)象來說，為了有效地改善這個問題，必須對轉(zhuǎn)子進行及時的更換，以減少轉(zhuǎn)子熱變形而產(chǎn)生的振動，只要減少轉(zhuǎn)子由于溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力，就可以盡量減少汽輪機出現(xiàn)異常振動的概率。此外，還需要做好定期檢查和清理的工作，相關(guān)的負(fù)責(zé)人員一定要對中心孔內(nèi)的油進行細(xì)致的處理，盡量避免油滲入到中心孔之中，還要保證排氣系統(tǒng)能夠正常運作，避免汽輪機與冷空氣產(chǎn)生摩擦。在對汽輪機排氣孔和轉(zhuǎn)子的中心孔進行清潔時，經(jīng)常會遇到油堵塞孔洞的情況，在這種情況下就無法直接進行清潔工作了，工作人員需要從轉(zhuǎn)子的前面進入中心孔當(dāng)中，對油漬進行清理。在平時的汽輪機組的維修和保養(yǎng)過程當(dāng)中，就要對機組中各個零件的運行狀況提起重視，通過零件之間摩擦的聲音進行判斷，如果有異樣，那么必須及時地修正，對于磨損比較嚴(yán)重的部件要及時更換，保證熱力系統(tǒng)和各個環(huán)節(jié)都能夠正常運作。

3.3 做好汽機組保養(yǎng)與維護工作 根據(jù)汽機熱力系統(tǒng)排汽管道轉(zhuǎn)軸斷裂的具體原因，需要由針對性地制定相應(yīng)的斷軸預(yù)防及設(shè)備保養(yǎng)措施，以提高熱力系統(tǒng)的運行效率。斷軸防護和保養(yǎng)方案的主要內(nèi)容包括四個方面，分別是原材料管理，維護管理，加強巡查力度以及加強質(zhì)量檢測。在進行原材料采購的過程中，要進行嚴(yán)格把關(guān)，避免出現(xiàn)以次充好的情況。要配備有專業(yè)的材料管理人員對材料的使用和調(diào)度進行監(jiān)督，對材料的型號，屬性等進行詳細(xì)地記錄，做好相關(guān)的責(zé)任劃分的工作，確保在出現(xiàn)問題時，及時地進行責(zé)任的追究。在對原材料進行加工前，還要進行入庫和檢驗工作。為了盡量減少原材料應(yīng)用的工藝問題，必須要提高加工的標(biāo)準(zhǔn)，同時保證驗收工作的合理性，避免出現(xiàn)汽機管道轉(zhuǎn)軸金屬元素分布不均勻或存在非金屬雜質(zhì)的情況，追求精益化管理，只有以此為基礎(chǔ)，才能夠有效降低故障的發(fā)生率，提供更好的供電服務(wù)。

3.4 汽機組管理機制創(chuàng)新 為了提高汽機熱力系統(tǒng)的控制效果，有必要應(yīng)用綜合控制系統(tǒng)，使得集控運行技術(shù)的控制范圍擴展到整個熱力系統(tǒng)的管理層面。在這系統(tǒng)中，借助網(wǎng)絡(luò)化模塊進行汽機監(jiān)控傳感器之間的通信，可以高效的傳輸生產(chǎn)中的各項數(shù)據(jù)和信息，充分發(fā)揮出汽機智能化控制的優(yōu)勢。要提高汽機熱力系統(tǒng)的維護水平，對火電廠汽機組運行的各個環(huán)節(jié)進行有效的監(jiān)督管理，對于已知系統(tǒng)缺陷要進行進行及時的改善和調(diào)整，充分考慮到外界因素的影響，進行實時監(jiān)控，確保汽機組能夠保持正常的運行狀態(tài)?；痣姀S中應(yīng)用的集控系統(tǒng)通常是以微處理器為基礎(chǔ)的，配備相應(yīng)的軟件以及硬件系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的優(yōu)勢在于具有大量的儲存空間，時效性強以及安全性高等方面，相關(guān)的操作人員可以通過軟件組的作用來進行控制以及管理汽機的熱力保護系統(tǒng)。汽機的熱力保護系統(tǒng)能夠給機組正常運行提供有力的支持，同時也能夠提高汽機熱力系統(tǒng)維護工程中操作的安全性，技術(shù)人員在對汽機熱力系統(tǒng)檢修的過程中如果發(fā)現(xiàn)危險點，一定要第一時間進行安全停機處理，防止主機組受到損壞。

4 結(jié)束語

在對汽機的熱力系統(tǒng)進行改造的過程中，要不斷地總結(jié)相關(guān)的經(jīng)驗，加強熱力系統(tǒng)優(yōu)化策略的研究與分析，進一步提高火電廠汽機熱力系統(tǒng)的應(yīng)用價值。為了貫徹國家節(jié)能減排的綠色發(fā)展理念，火力發(fā)電廠企業(yè)還必須設(shè)法提高熱力能源的利用率，因此需要對汽機的熱力參數(shù)和熱經(jīng)濟性進行綜合考量，保障汽機熱力系統(tǒng)的運行效率，系統(tǒng)能耗，供電質(zhì)量等方面的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。