电厂汽机热力系统运行优化研究李永飞

电厂汽机热力系统运行优化研究李永飞

李永飞赵俊磊王丽丽

(国家能源濮阳热电有限公司河南省濮阳市457000)

摘要：目前部分电厂汽机热力系统的热能利用率较低，直接严重影响整个电厂机组效率。接下来本文将进行详细阐述。

关键词：汽机机组；热力系统；优化

引言

为了提高电厂汽机效率，本文重点研究了电厂汽机热力系统的运行优化问题，从而有效提升了电厂汽机的工作效率，为汽机热力系统运行优化问题的进一步研究提供了参考依据。

1汽机热力系统运行优化问题概述

1.1汽机热力系统运行经济性分析

影响汽机热力系统运行的经济性因素，按照其遵循的能量守恒定律和朗肯循环原理，主要分为理想循环效率影响因素、能导致能量损失的因素、装置效率影响因素三类。①直接决定热力系统循环效率的因素包括主汽温度、再热温度以及主汽压力和冷凝水过冷度等；②极易造成热力系统的能量损失的因素包括热力系统泄漏、锅炉排污等；③系统装置的运行效率的直接影响因素是汽缸效率。如按照性质进行划分，分为可控因素和不可控因素两种。主汽温度、主汽压力、再热温度和高压汽缸效率这四种属于可控因素，其余的均属于不可控因素，而热力系统的运行优化主要研究的是可控因素范畴。

1.2汽机热力系统优化方法

进行汽机热力系统优化的前提是确定好计算系统热力的方法，其中应用最广泛的方法为等效热降法，热工理论广泛应用于汽机热力系统的经济性诊断中。该方法具有简便、快捷的优势，在进行热力系统节能潜力分析和节能改造时，首先计算各级回热抽汽的抽汽效率和抽汽等效热降；其次计算新蒸汽的等效热降。不仅实现了整体热力系统的计算，同时也可以对热力系统进行局部定量分析。

2热力系统各主要分系统介绍

2.1主蒸汽及再热燕汽系统

2.1.1主燕汽管道接法

采用常规的“2一1一2制”接法,整个管系不设电动主汽阀,以减少运行压损。但炉侧总管上装有永久性供锅炉水压试验用的可卸阀芯的堵板阀。另外,如果主蒸汽管道要做水压试验,汽轮机厂必须保证其高压主汽阀能承受水压试验压力,并配供供水压试验用的临时阀芯。为保证主燕汽管系不超压,在主蒸汽管道锅炉侧设t了2只弹赞式安全阀和1只压力控制式释放阀(即PCV)。

2.1.2再热蒸汽管道分为热段和冷段2部分,都采用“2一1一2制”接法

在靠锅沪侧都设置永久性的供锅炉水压试验用的可卸阀芯式堵板阀。2.2汽机旁路系统根据本工程机组负荷特性和运行方式的要求,设置一套国产容量为40%B一MCR的高、低压两级串联电动旁路系统。又鉴于国内多数旁路系统因存在内漏而影响机组煤耗和安全性的问题,本工程特在2级旁路阀前都设置电动隔离阀,机组正常运行时,该阀关闭,且整个旁路系统都不接入自动控制系统。考虑到锅炉不投油最低稳燃负荷为45%,当汽机运行在该负荷时,旁路系统可以不投,经技术经济比较,旁路系统的关键参数—高旁出口压力取得比较高,取50%T一ECR工况时汽机高压缸的排汽压力为1.85MP。,而汽机复合变压运行时,负荷在50%T一ECR以下时为定压,这就保证了任何工况下,汽机高压缸排汽压力都不会低于1.85MP。,从而高压缸排汽顺畅,保证机组安全。本旁路系统具有三大常规功能,人所共知,在此不再赞述。

2.3主凝结水系统

为使系统简化且便于布置,同时克服2级泵系统存在的凝升泵易发生气塞的不安全因素,结合化水专业的工艺要求,本工程采用了中压凝结水系统(即一级泵系统),并设置中压凝结水精处理装里以便除去凝汽器泄漏时渗入凝结水的杂物,同时也可除去机组运行及启、停时产生的杂物及凝结水补水带入的杂质。给精处理的凝结水依次经过轴封冷却器,4台低压加热器后进入除氧器除氧,除结构一体化的1号和2号低加外,凝结水经过加热器时都设小旁路。凝结水泵出口设有试泵用的凝泵再循环管;而轴封冷却器出口设置凝结水大循环管,以避免低负荷时轴封冷却器超温。

3汽机热力系统的运行优化

3.1各系统能效优化

1）机组能效的优化。通过对设备疏水管进行缩减和对汽封间隙和阻汽间隙进行优化改进，从而对汽机热力系统机组的能效进行优化。①有一定数量的疏水管存在于汽机的多个高压导汽管之间，但由于系统高压导汽管间距较小，所以其内部聚集大量蒸汽的可能性极小，且可通过高压缸调节级后面的疏水阀排出少量蒸汽。故可去掉这些疏水管，以减少蒸汽的损失；②部分机组设备的气封间隙为2.5毫米，以此来防止机组设备发生动静摩擦。实际上，可将气封间隙缩小1.2毫米，非但不影响机组的正常运行，还可使机组的工作效率提高。2）疏水系统能效优化。①机组有较多的疏水阀阀门，且频繁出现阀门内漏问题，从而导致系统热能损失。实际上，汽机机组阀门内漏量较多，外漏量较少，给系统的经济性造成较大影响的是高温高压管道上的疏水阀门的泄漏。阀门前后差压大、工作条件恶劣和机组启停时的蒸汽冲刷是导致系统部门疏水阀门泄漏的主要原因，同时不同原因造成的内漏程度不同，对系统造成的影响程度也不同。可以通过定期检查机组的各类疏、放水阀，及时修理和更换泄漏阀门，解决汽机阀门内漏问题。主蒸汽、再热汽和抽汽系统的管道和阀门对机组的正常运行至关重要，一旦其存在内漏问题那么影响严重，因此必须加以重视，对这些部位进行重点检修；②在部分汽机设备中，中压缸的启动需要使用高压缸上的排气通风阀。但系统进行倒缸操作的前提是汽机转速务必达到每分钟2650转，该状况下的汽轮机中压缸启动功能是无效功能。为了提高系统能效，可适当减少通风阀。3）轴封系统能效优化。可以对轴封系统进行能效优化，从而实现汽机热力系统的运行优化：①布莱登气封具有间隙小、漏气量少和磨损程度低的特点，为了提升系统的能效，在汽机高压排汽平衡盘处和高压缸前等位置可使用布莱登气封；②为了提高系统的热能利用率，可通过增大轴封加热器的面积，从而使其承受更多压力。

3.2系统运行操作优化

1）汽泵启动优化。汽泵启动过程中其耗电量巨大，花费时间长达20小时，因此在机组启停过程中优化汽泵启动过程，可以有效减少汽机耗电量，提升汽机热力系统的能效。①只有利用辅汽汽源，才能实现机组启动时汽泵的全程启动。具体流程为：先利用高辅汽源冲动小机给锅炉供水，再给锅炉点火。但保证汽泵再循环门在锅炉上水的过程中保持全开的状态，并在机组冷态启动点火后，务必对其振动情况进行监测，并全程通过汽泵给水；②除了在机组破坏真空前将汽泵运行停止外，从机组开始滑停直至结束全程均需汽泵给水。2）机组启动工作的优化。完成机组启动工作的优化是进行汽机热力系统运行优化的前提。①在机组检修完成后，需进行主汽门和调速严密性试验，但需缩短机组启动时间，从而减少试验对机组的冲击。在进行机组小修时，无需做汽门严密性试验；②在进行机组小修时，需要进行喷油试验，无需做汽门严密性试验。但在机组检修完成后，则需进行主机超速试验。此外，为了避免机组设备因转子应力损坏，务必在机组带10%额定负荷运行4小时后超速试验。

结语

综上所述，要实现电厂热力系统运行的优化，可分别通过优化机组能效、疏水系统能效、轴封系统能效的途径实现各系统的能效优化。同时通过优化气泵启动和机组启动工作实现系统运行操作优化，从而促进了燃煤火电行业的发展。

参考文献:

[1]于德伟.浅析机组汽机热力系统优化改进应用分析[J].科技与企业,2015(1):88-90.

[2]肖木清.浅析火电厂汽机运行中问题及解决措施[J].中国高新区2018(9):70-72.