火电厂汽机热力系统运行优化深析

火电厂汽机热力系统运行优化深析

林佳泉 王志敏 孙 凯

内蒙古上都发电有限责任公司， 内蒙古 锡盟正蓝旗 027200

摘 要：就发电的热循环而言，初始蒸汽压力和初始温度是影响热力单元性能的两个主要参数。通过增加蒸汽动力循环的平均吸热温度，增加初始压力和初始温度可以提高循环热效率。如果确定了初始蒸汽参数，则可以降低汽机的实际排气压力，这可以降低循环散热过程的平均温度，也可以提高汽机热循环的效率，但是会增加初始压力。当降低排气压力时，在正常条件下，汽机末级的湿度也会增加，增加水分损失，而过多的排烟湿度会缩短末级叶片的寿命，进而影响汽机的安全运行。

关键词：火电厂；汽机热力；运行优化

工程概况

汽轮机型号：NZK600-16.67/538/538

汽轮机型式：亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽直接空冷凝汽式汽轮机。

给水系统：三台50%容量的电动变速给水泵，两台运行一台备用。

制造厂商：东方汽轮机厂，与哈尔滨锅炉厂生产的HG-2070/17.5-HM8锅炉相配套。

1 热力系统参数对热经济性的影响

1.1 主汽/排汽参数

就发电热力循环而言，蒸汽初压与初温是影响热力机组性能的 2 个主要参数。通过提高初压与初温可使蒸汽动力循环的平均吸热温度升高，进而让循环热效率提高。在蒸汽初参数确定的前提下，让汽轮机的实际排汽压力降低，这样可降低循环放热过程的平均温度，这样也能提高汽机热循环效率，但在提高初压与降低排汽压力的情况下，通常也会增大汽轮机末级湿度，造成湿汽损失增大，排汽湿度的过大，也会缩短末几级叶片的寿命，最终会对汽轮机的安全运行造成影响。

1.2 再热系统参数

为有效处理排汽湿度过大问题，人们通常会加入中间再热循环，该种循环主要是把蒸汽从汽机某级后引到锅炉然后再进行加热，让蒸汽温度提高后，再把蒸汽送至汽轮机后面级内，让其继续做功。通常情况下，再热工质的吸热温度一般会比主汽工质高。再热对汽机机经济性的提高，通常表现在:①让末级湿度降低，让湿汽损失减小，让低压缸效率提高。②让工质的加权平均吸热温度提高。

1.3回热系统参数

在实际生产中，抽汽级数、各级抽汽压力、抽汽烩值、各加热器进出口给水温度以及烩值等，这些都是回热系统的主要参数。通过给水回热，一方面可减少汽轮机排入凝汽器的蒸汽量，进而降低汽轮机冷源损失;另一方面还可把工质在锅炉内的平均吸热温度提高，让锅炉内部的传热温度差降低，进而减少做功能力损失。

2 优化工作前的优化重点和优化原则

优化工作应当基于实际状况来实施分析，确定优化原则之后开展工作。在优化工作的过程中，汽机热力体系的能量转换效率是其核心内容，其影响因素主要有 3 点，分别为外界、运行及能效。其中，影响最大的因素为能效，可以作为主要的方向来开展优化。另外，根据相应的原则来开展优化工作，例如关注优化阶段中主设备及辅助设备的能耗、重视优化阶段中设备的维修、重视优化机组的相关参数等。优化工作中应当关注原则，以确保汽机的正常运行，基于现有的条件来开展有效的预测及分析。优化的原则及核心如下:①外部因素。应当注意培养检修人员的职业道德，重视检修工作中的各种标准，防止因人为因素对其造成二次破坏。②能效因素。重视优化过程中主设备及辅助设备的能源损耗，以达到优化的目的。③运行因素。重视检修及优化工作的质量，根据实际状况来开展优化工作之前的检测工作。

3 优化汽机热力系统的能效
　　3.1机组能效优化
　　在优化过程中，优化设备的能效是一项关键措施。在优化过程中，调节各加热器水位控制端差在设计范围内，同时检查各疏水装置调门动作正常，水位运行稳定，对于疏水不畅的现象可通过水位提升、冷端优化以及管道优化、增加疏水泵等技改措施来实现。机组检修期间调整好各汽封间隙，启动冲转期间注意充分暖机，避免暖机不充分，造成振动增大，引起汽封磨损，进而导致运行时汽封漏气量增加，机组汽耗增加。高中压缸效率高低对机组总体效率高低影响最多，应利用机组检修期间，对高中压个内部构件、密封件等进行检查，主要包括：高压缸内调节级喷嘴室上、下立销焊缝、高压内缸进汽密封环、高中压内缸疏水管焊缝、测温套管、过桥汽封等部件进行检查，避免出现泄漏，导致高压排汽温度、压力升高，引起机组能耗增大。
　　3.2疏水系统能效优化
　　使用的优化措施可以除去蒸汽，但是阀门内部泄漏的问题尚未得到改善。内部泄漏会导致热量消耗，并增加能耗。实际过程中内部泄漏的主要原因是缺乏有效的工作环境，阀门前后的压力差大，在悬浮阶段装置打开。这三个因素造成的内部泄漏问题不尽相同，解决方案也不同。在实际优化过程中，有必要根据实际情况提出合理的解决方案，并注意排水疏水阀的质量。如果这些阀泄漏，则需要对其进行改进和更换。此外，必须进行有效的设备维护以减少阀门腐蚀并提高能效。同时注意执行好现场阀门内漏情况排查工作，发现内漏问题及时处理。

　　3.3轴封系统和辅助蒸汽系统的优化
　　在优化过程中，辅助蒸汽系统和轴封系统的优化是关键。
　　要解决漏气问题和蒸汽密封件中的间隙，需要使用缝隙较小，漏气较少且耐磨性更好的Braden蒸汽密封件。同时，使用布莱登蒸汽密封件可以扩大轴封加热器的面积并大大提高热能的利用效率。
　　在辅助系统中增加冷凝器可以大大提高热能的利用效率。另外，可以使用自动疏水阀代替系统中的疏水阀，这不仅可以确保主蒸汽系统始终处于开启状态，还可以减少冷凝器的收入。
　　3.4定期清洁汽机单元的供油系统
　　在汽机设备的日常运行中，不可避免地会混入某些杂质，这会严重影响机油的质量并影响汽机的运行，为此，应定期清洁汽机单元的润滑系统，并润滑系统的轴承。注意润滑，这是科学合理的。调整供油速率，以确保汽机供油系统清洁且无杂质。需要在汽机供油系统中添加油净化装置，并保持连续运行，并定期检查系统，定期取样化验确保油质合格。
　　3.5防止高低压加热器漏水
　　汽机的高低压加热器长期运行后容易漏水，机组启停阶段执行好高、低加注水查漏工作，同时加热器投停時，控制好温度变化率，防止温升过快导致焊缝开裂产生泄漏，泄漏后要及时处理，注意控制堵管率不超过6%，否则加热器出力达不到设计要求，换热效果变差。注意降低冷凝水管中的压力并增强低压加热器的稳定运行能力，加强加热器水位、抽汽压力、温度等参数监视，每月定期对端差进行分析，确保加热器运行稳定，另一方面要注意选择优质的加热元件，更换加热器或进行技改。

4 系统运行优化
　　4.1机组启动优化
　　在大修设备的过程中，应注意燃油泄漏实验，并在此基础上进行主机的超速实验。汽轮机带20%额定负载，连续运行4小时后在进行，确保消除转子热应力，达到脆性转变温度以上。请注意各主汽阀、调阀的检查和维护。
　　4.2汽动给水泵启动优化
　　优化工作应根据机组实际情况进行。当前，汽动给水泵的启动时间很长，并且可以使用辅助蒸汽源来启动整个泵过程。启动前，优化上水方式，采用汽动给水泵上水，以减少电泵组运行，节约产用电。启动后，有必要注意再循环门的能量供应，以使启动有效和高效。设备停止后，可以继续使用汽动给水泵供水，直到滑动制动装置完成。但是，如果设备在滑动停止期间损坏了真空，则必须立即停止蒸汽泵。

结束语

通过对工作状态下的汽机热力系统加以研究，运用各种优化措施，确保系统运行的稳定性，降低能量的损耗，促使汽机及其相关系统的价值得到充分发挥。随着技术的不断发展，热力系统应当根据自身的实际状况来进行优化。

参考文献

［1］王松，黄彪，宋放放，等． 一次再热汽机热力系统参数优化匹配研究［J］． 自动化应用，2018(10):11 －13．

［2］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．

作者简介：林佳泉，汉族，1997年 5月出生，内蒙古呼伦贝尔人，本科，专业：能源与动力工程，从事火电厂集控运行，助理工程师。