电厂汽机热力系统运行优化研究庄衍震

电厂汽机热力系统运行优化研究庄衍震

庄衍震

贵州黔西中水发电有限公司贵州毕节551500

摘要：目前，我国电力事业发展迅速，为了新一步提高电厂生产效率，对电厂汽机热力系统进行运行优化，能够取得良好的效果。作为电厂生产运行非常重要的一部分，汽机热力系统如果存在问题或者能耗较大，都有可能对电厂经济与生产造成影响。鉴于此，文章对电厂汽机结构进行分析，并探讨汽机热力系统运行优化的相应策略。

关键词：电厂汽机；汽机系统；热力系统；运行优化

引言

随着我国对电力需求的不断增加，电厂的工作压力也在不断加大，而要想提高发电的效率、质量，就需要不断对汽机热力系统进行优化，确保汽机热力系统能够稳定、高效运行，最终才能推动发电工作的稳定开展，才能向社会输送充足的电力。

1电厂汽机结构组成及其工作原理

一般火力发电厂中使用的汽机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。汽机的本体结构分为固定部分和转动部分两大类。其中，固定部分包括气缸、滑销系统、隔板、喷嘴、汽封、轴承等一些固定零部件；转动部分主要包括主轴、叶轮、叶片、拉筋、围带等紧固件。汽机的工作原理是将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，将来自锅炉的蒸汽进入汽机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽机转子旋转的机械能。蒸汽在汽机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽机。同时，汽机除了本体结构外，还包括蒸汽系统设备、凝结水系统设备、给水系统等其他辅助设备装置，共同组建成为电厂的发电单元。

2影响汽机运行效率的主要因素

2.1汽机的配汽方式

汽机配汽方式有多种,顺序阀方式或单阀方式都能满足汽机运行需求,但其适用阶段不同,前者主要应用在高负荷阶段,后者主要应用在低负荷阶段,高负荷阶段的运行效率一般能达到标准要求,低负荷阶段会造成能耗问题。在汽机生产运行中,两种方式经常结合起来,一起使用,但单阀方式缺陷需要得到改善,其才不会对汽机运行效率造成负面影响。

2.2汽机通流部分性能影响

汽机的通流部分是由调节汽门、进汽室、各级通流部分以及排汽缸等结构组成，随着汽机使用年限的增加，各级通流部分的叶片难免会出现一些积垢现象或者通流部分设计不合理，导致汽机通流部分的性能受到影响，从而影响到汽机的热力特性并增加了能源的损耗。

2.3汽机辅机存在的诸多问题

为了促使火力发电厂始终保持稳定的运行状态，就必须保证汽机辅机处于正常的运行环境下。但是根据实际调查情况显示，我国火力发电厂汽机辅机运行过程中，因为相关工作人员专业水平较低，或者是基于多种外界环境的影响，进而不仅导致汽机辅机管理质量不断降低，同时更是阻碍了汽机辅机设备真正的应用价值。目前，我国大多数的火力发电厂忽视了管道质量的重要性，进而严重拉低了汽机辅机正常运行效率的基础上，也导致火力发电厂汽机辅机整体使用效率很难提高。与此同时，还有少数火力发电厂因为缺少资金，然而很难真正发挥汽机辅机设备的作用，进而也导致各项先进技术很难实现真正利用。

3电厂汽机热力系统运行优化

3.1优化汽机的配汽方式和启停

汽机运行过程中的负载不能保持稳定,在低负载状态下,还要控制汽机的运行能耗。传统复合型配汽方式不能满足此要求,优化设计人员需要对配汽方式进行优化创新,使其能改善低负荷能耗问题。三阀式配汽方式可以满足高负荷和低负荷两种状态的汽机运行要求和能耗要求,且在高负荷状态下,其还可以分担负荷,减小汽机的运行负担,提高其运行效率。在能源节约方面,其可以通过提高转换效率等方式来减少能耗。这些优势都使得该种配汽方式应用更加广泛。优化设计人员还要对启停过程进行调整优化,使其在频繁启停状态下,不会造成过多能耗。在启动优化中,主要将高压缸和中压缸联系起来,在两者结合状态下,开启设备。在停止运行控制中,主要借助滑参数停机方式和额定参数停机方式来达到节能降耗目的。前者的作用优势要优于后者,其在汽机运行效率优化改善和机组部件温控中占据优势。

3.2重视汽机轴封系统以及通流部分的性能

轴封系统以及通流部分的性能对汽机的实际运行效率有着重要影响，但是由于其结构的原因，使得轴封系统以及通流部分难以在汽机运行过程中进行维护。所以，相关工作人员应在机组大修期间加强对轴封系统以及通流部分的检查与维护工作。对于轴封系统的检查维护工作，主要是检查是否存在蒸汽外泄可能，疏水管道是否存在堵塞情况，以及是否存在供汽带水问题等。而汽机通流部分的检修工作，需要使用专用工具对隔板以及叶片进行冲洗以及喷砂清理，然后需要检查隔板以及叶片的腐蚀、松动、伤痕等情况，并判断组件是否需要更换，除此之外还应对通流部分的轴向间隙、叶片顶部径向间隙进行检测，从而确保轴封系统以及通流部分的性能良好，避免对汽机的运行效率带来影响。

3.3对汽机辅机循环水泵的运行加以优化

在汽机辅机处于工作的时候，凝汽器的压力会随着水流量的大小而变化，如果水流变大，压力则变大，与之对应的能源消耗也将增大，从而导致机组出力程度变大。在实际上来说，凝汽器的真空变化取决于循环水量的大小，循环水量大，真空变化则大，而循环数量的变化也将直接决定循环水泵的力度大小。所以，在水流量增加，能源消耗变大的情况之下，凝汽器的运行状态将达到最好，也将循环水泵运行的状态达到最好。但是，在汽机辅机现场操作的过程中，不能随意的改变循环水量的大小，在水泵使用的数量上也要进行一定的控制，所以，由于水泵的使用数量被严格的限制，就需要充分的研究水泵的基本运行模式，比如降低速度，变频等，除此之外，每个季节不同的特点也会影响机组的正常运行，就可以充分根据这些特点来完成单台循环水泵的运行模式，还要充分检查凝汽器实际的循环水耗能情况，保证循环水泵的运作方式。

3.4电厂汽机热力系统运行操作优化分析

进行电厂汽机热力系统运行操作优化，主要分为优化汽泵启动和机组启动两部分，这两部分都需要结合实际情况进行。汽泵往往需要耗费大量的时间进行启动，运行的效率较低，因此，可以在启动汽泵的过程中应用辅汽汽源，通过辅汽汽源来辅助汽泵，最终缩短汽泵的启动时间，并且还需要加强再循环门的供能，让汽泵的启动时间得到再度缩短，从而让汽泵能够在短时间内启动起来发挥作用。优化机组的启动，需要加强针对机组的检查维修工作，并且通过喷油试验、汽门严密性试验等试验来检验机组的严密性和状况，避免机组存在故障隐患，最终确保机组能够迅速启动，迅速发挥应有的作用。

3.5做好汽机管理维护工作

汽机组需要一直处于正常运行状态,电厂集控运行效率才会得到保证。电厂需要制定机组运行维护计划,安排专业的维修人员,对机组设备进行定期检查,使相关的高压设备或关键设施得到有效检修。在管理维护中,维修人员还要对高压管道和高压加热系统进行有效清理和管理,使其运行过程能耗受控。

结语

总而言之，进行电厂汽机热力系统运行优化，需要从两个大方面进行，分别是能效方面和操作方面。其中在能效方面的优化主要是对疏水系统和机组进行优化，在操作方面的优化主要是对机组和汽泵的启动过程进行优化，最终让汽机热力系统有着极高的运行效率，从而推动电厂整体效率的提升，促进电厂的发展。

参考文献

[1]张丽真,支娜娜,李华.电厂汽机热力系统运行优化研究[J].通信电源技术,2019,36(4):260-261.

[2]刘斌,杨宝起.试论火力发电厂机组优化运行和辅机节能改造策略[J].科技与企业,2019(4):250.

[2]邓晓晓.电厂汽机热力系统运行优化研究[J].南方农机,2018,49(20):118.