關于電廠集控運行汽輪機運行優(yōu)化措施的探討

馬健 茅曉強

摘 要：發(fā)電廠集控運行將機、爐、電統(tǒng)一進行管理，結合了高效的信息技術并且優(yōu)化了系統(tǒng)整體運行，使龐大的發(fā)電運行自動化水平變得很高。然而系統(tǒng)高度自動化的實現(xiàn)需要對系統(tǒng)中的設備進行針對性的改造控制和優(yōu)化，從而達到集中控制的要求。本文將對汽輪發(fā)電機組啟停過程控制、配汽等方面的優(yōu)化進行闡述。

關鍵詞：集控運行;汽輪機;優(yōu)化;效率

引言：

汽輪機是一種旋轉式的蒸汽動力裝置，其作用工作原理為： 經(jīng)過鍋爐燃燒而產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽通過特定噴嘴形成高速的汽流，蒸汽噴射設至汽輪機葉片上時推動裝有葉片的轉子轉動，汽輪機轉子轉動的同時帶動發(fā)電機的運行，實現(xiàn)蒸汽的動能與電能的定向轉化。隨著工業(yè)化程度的提高、經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力作為能源的重要組成需要保證可靠性和穩(wěn)定性，所以需要對集控運行系統(tǒng)進行不斷改進和優(yōu)化，同時需要加強運行維護用以提高發(fā)電運行的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟效益。

一、汽輪機存在的問題

1 汽輪機的配汽方式

汽輪發(fā)電機組通過帶有壓力和溫度的蒸汽進行運行，而其汽配方式通常有單閥和順序閥控制兩種方式，并且兩種方式都具備滿足機組穩(wěn)定運行的條件。單閥和順序閥的使用條件不同，當負荷較高是可使用順序閥對蒸汽進行調節(jié)，當負荷較低時使用單閥進行調節(jié)，這樣可以既可以滿足機組響應負荷的速度有能提高機組運行效率。

正常運行時，機組的負荷調節(jié)是通過單閥和順序閥相結合的方式進行的。一般情況下機組運行通過單閥控制時，運行效率相對順序閥控制時會比較低，需要對單閥控制的運行方式進行優(yōu)化，提高機組的整體運行效率。

2 汽輪機組的啟停

在機組的啟停階段是運行狀態(tài)極不穩(wěn)定的情況，需要對蒸汽溫度、壓力還有汽輪機高、中、低壓缸的脹差保持密切關注，如果任一參數(shù)沒有達到規(guī)范要求需要繼續(xù)做調整直到各參數(shù)達到目標值再進行機組的啟停操作。

機組啟停時受很多因素的影響，尤其是汽輪機運行時轉子的運行情況會不穩(wěn)定隨時變化，在這種情況下會造成相關參數(shù)處理出現(xiàn)誤差，從而造成能耗變大。

3 真空系統(tǒng)

汽輪機的運行效率還受凝汽器真空的影響，調節(jié)各參數(shù)和運行方式使其保持最佳真空狀態(tài)，可以降低汽輪機的能耗提高生產(chǎn)效率，從而使機組的發(fā)電效益在一定程度上得到提升。

汽輪機組的真空系統(tǒng)相對比較復雜，設計的設備比較多。除了對系統(tǒng)中設備的運行進行關注外，還要保證整個系統(tǒng)的密封性。不少機組由于系統(tǒng)中的某個部位未焊接到位導致整個真空系統(tǒng)的密封性很差，所以在平時工作中要針對易產(chǎn)生漏點的區(qū)域進行重點關注，同時嚴格執(zhí)行真空嚴密性試驗的定期工作，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有異常需及時提交給專業(yè)工程師一起判斷分析原因，防止事故發(fā)生。

二、電廠集控運行汽輪機的優(yōu)化措施

1 優(yōu)化循環(huán)水泵

循環(huán)水泵屬于汽輪機的輔機設備，在汽輪機中有非常重要的作用。生產(chǎn)運行人員需要保證其性能和協(xié)調性來滿足汽輪機運行要求并使其處于高效運轉的狀態(tài)。優(yōu)化過程中需要從高效運行和節(jié)能降耗的角度上進行分析和考慮，提升機組性能參數(shù)。循環(huán)水泵需要保證凝汽器在最佳工作狀態(tài)的前提下進行優(yōu)化設計，此狀態(tài)下的凝汽器壓力與機組能耗有直接關系，所以在真空最佳的情況下機組和循環(huán)水泵的能耗最小。

2 優(yōu)化汽輪機的配汽方式和啟停

機組在運行過程中負荷的變化非常普遍，尤其是在低負荷情況下需要通過合理的控制來降低機組的能耗。傳統(tǒng)的汽配方式已不能滿足負荷調整的相應要求，需要在電廠建設初期對汽配方式進行優(yōu)化改進，改善其低負荷時的能耗問題。

汽輪機在啟動過程中需要控制沖轉參數(shù)，就是要控制好主汽溫度和壓力，并且需要具備良好的過熱度。然而在機組實際運行中對主汽壓力、真空度等參數(shù)的控制都無法保證在合理范圍。參數(shù)高于規(guī)定值除了降低了機組運行效率還延長了啟機并網(wǎng)的時間，增加了機組啟動時的廠用電率。針對以上情況主蒸汽可以通過打開高低壓旁路將壓力維持在適當范圍內，適當調整真空破壞門將真空值控制在合理區(qū)間，用來增加汽輪機的進氣量、提高暖機速度，縮短并網(wǎng)時間。

3 汽輪機的最佳真空

汽輪機的真空狀態(tài)直接影響機組整個單元的安全可靠性，也是反應凝汽器的運行情況。汽輪機在真空較低的環(huán)境中運行會直接影響其運行效率，所以在發(fā)電運行過程中需要保證機組運行的真空環(huán)境在最佳狀態(tài)，在不同負荷的工況下維持真空值在合理范圍。在日常運維中需要對汽輪機的真空系統(tǒng)進行嚴密的監(jiān)控，同時也要就地進行認真檢查，發(fā)現(xiàn)有泄露情況及時上報聯(lián)系檢修人員進行消缺。

4 提高汽輪機的給水溫度

在對汽輪機組的系統(tǒng)進行改進優(yōu)化時，需要參與的專業(yè)設計人員熟練掌握集控運行的相關專業(yè)知識，并且擁有豐富的現(xiàn)場實操經(jīng)驗。如果因為專業(yè)知識不夠會導致系統(tǒng)改造后運行產(chǎn)生重大安全隱患。在汽輪機正常運行過程中需要提高介質性能的初始參數(shù)才能保證汽輪機的運轉效率。而汽機側對給水溫度的控制在發(fā)電廠熱力循環(huán)系統(tǒng)中有著非常重要的作用，會對汽輪發(fā)電機組整體的運行效率有很大影響。

5 汽輪發(fā)電機組的管理與維護

一般情況下汽輪發(fā)電機組需要長時間保持高效運行的狀態(tài)，日常的運行維護工作是必要條件，才能保證電廠的發(fā)電效率和生產(chǎn)效益。要達成以上目標需注意以下幾點：

①發(fā)電廠生產(chǎn)部門和相關負責人需要制定每臺機組的運行維護的工作計劃并且認真執(zhí)行落實到位，部門負責人或專業(yè)工程師需不定期抽查并對數(shù)據(jù)進行分析判斷。

②在機組停運對設備進行檢查時，需要安排專業(yè)的檢修人員對關鍵設備的重要部位進行全面、系統(tǒng)的檢查，尤其是在運行過程中發(fā)現(xiàn)的無法處理的設備缺陷。

③在維護過程中，檢修人員需要對各種管道，尤其是循環(huán)水管道、凝汽器內部、加熱器管道等進行清理，減少能量傳輸時的損耗，提高能量轉換效率和機組運行效率。

三、總結

通過以上分析，通過對汽輪機運行系統(tǒng)的優(yōu)化可以提高發(fā)電效率，但是需要關注的設備和運行參數(shù)較多，需要相互配合才能達到目標。系統(tǒng)優(yōu)化需要結合現(xiàn)場實際運行情況，在平時工作中要做好數(shù)據(jù)收集、認真分析才能做好對應的改進，從而達到相應效果。

參考文獻：

[1]宋玉強. 電廠集控運行汽輪機運行優(yōu)化研究[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2020（8）. DOI：10.16525/j.cnki.14-1362/n.2020.08.21.

[2]鄧輝華. 電廠集控運行汽輪機運行優(yōu)化途徑[J]. 商品與質量，2020（14）.

[3]李一建. 電廠集控運行汽輪機運行優(yōu)化措施探討[J]. 科學與信息化，2020（2）.