刍议火电厂汽轮机运行优化措施.doc

当议火电厂汽轮机运行优化措施 （国电科学技术研究院江苏省南京市210000） 摘要：为满足社会生产生活用电需求，火电厂机组容量不断增加，相应 的生产系统在运行时将要面临更大的荷载压力，如果还是用传统的方式进行管理， 势必会影响生产效率。汽轮机作为火电厂生产系统的重要组成部分，为提高其运 行稳定性与可靠性，需要结合其结构特点，对其各子系统进行优化，降低各项因 素的影响，减少各类故障的产生，提高设备运行综合效率。 关键词：火电厂；汽轮机；运行优化； 一、 火电厂汽轮机运行原理 汽轮机为旋转式动力机械，能够利用环形配置喷嘴与动叶将锅炉系统产 生的蒸汽热能转化为机械能，设备运行过程中，可以利用多种方式来实现能量的 转化，相应的不同方设备运行原理也存在一定差异。火电厂生产常用汽轮机主要 括单级汽轮机与多级汽轮机两种，而以蒸汽能量值为依据则可以划分为速度级、 反动级与冲动级三种。其中，速度级运行时通过两列动叶，多次对蒸汽在喷嘴处 膨胀动能进行利用。反动级蒸汽膨胀位置为动叶与静叶流道，促进蒸汽动叶流道 速度加快，其有更高的流动性能。冲动级运行时，蒸汽在喷嘴位置膨胀，使得喷 嘴流道截面积减小，流动速度加快。对于三种形式，在处于相同运行条件时，双 列速度级中6?8个反动级与3?4个冲动级做功相等。为提高汽轮机运行效率， 在设计生产系统时，尽量不要选择多级汽轮机，在蒸汽等熵焓降大于一般冲动级 或者反动级所能利用限度情况下，应选择一个速度级。 二、 火电厂汽轮机运行优化要点 2.1给水泵优化 给水泵多采用定速给水运行方式，通过锅炉给水阀门的调节，来满足生 产给水要求。但是在实际生产过程中，此种给水调节存在一定不足，尤其是设备 处于低负荷运行状态吋，会产生较大的节流损失。因此在对给水泵进行优化时， 需要就原有运行调节方式进行完善，采取变动转速、平移泵特性曲线来进行优化。 可以不必通过调节阀来调节给水量，即便是在低负荷状态，也可以高效运行，冇 利于提高气动泵组运行经济性。以电动液力耦合式给水泵为例，可以进行变频优 化，设置两组给水泵设备，生产时一组变频运行，而另一组工频备用。一旦设备 运行出现故障，便可以启动工频备用泵，既可以提高机组运行可靠性，同吋也可 以降低优化成本，具有更高的节能效果。 2.2冋热加热器优化 冋热加热器是维持火电厂生产机组正常运行的重要保障，为提高生产系 统运行综合效率，需要对其进行优化。对汽轮机进行优化后，各级抽汽间会存在 能级的差别，其中抽汽压力越高则改级抽汽返冋汽轮机吋做功越多，能级越高。 汽轮机冋热系统主要负责增强抽汽在汽汕机内做功效率，在对其进行优化时，需 要将重点放在上端差、下端差以及抽汽压损变化上。对原有系统进行更新，来提 高汽轮机运行可靠性。 2.3油封系统优化 汽轮机轴端汕封系统也可以称之为汽轮机轴封，能够避免外界环境中空 气进入到汽轮机内部，导致空气与内部蒸汽混合，影响汽轮机运行效率。通过对 汕封系统的优化，来提高苏密封效果，减少蒸汽泄露量，控制化学补水量，并能 够避免高能位工作介质向低能位流动。汽轮机汕封系统运行吋很容易受各因素影 响而性能降低，结合其易受损特点，需要采取措施进行优化，来降低因质量缺陷 产生的漏损失。近年来火电厂汽轮机密封技术不断更新，选择吋砬基于实际需求， 确保可以提高机组热效率，控制系统运行能耗，提高生产经济性。 2.4凝汽器真空抽气系统优化 火电厂生产过程中，凝汽器真空抽气系统经常会因为各项因素出现运行 故障，其作为生产机组的重要部分，一旦出现故障，势必会影响整体生产效率。 最为常见的即系统漏气量过大，使得系统在短吋间内出现水环真空泵过载问题, 对机组产生损坏。在进行优化时，可以选择用内部真空保持法，即通过凝结器来 保证凝汽器内部维持真空状态，控制系统漏气量。通过对此系统的优化，可以进 一步提高电厂热力循环效率。 三、火电厂汽轮机组控制系统优化 3.1控制系统优化 3.1.1机炉协调优化 大部分火电厂单元机组被控对象包括锅炉和汽轮机，且相互间存在密切 联系。两部分均为电厂生产系统重要组成部分，苏中锅炉具有蓄热能力的大惯性 环节，汽轮机则具有很快的负荷影响速度，控制系统内两部分关系相互制约，而 外部负荷特性与内部参数运行稳定性存在一定矛盾。为提高汽轮机运行效率，可 以对机炉协调优化控制研宄，利用自适应控制、学4控制以及模糊控制等方法， 对系统控制进行优化，具有良好的实用效果。 3.1.2主蒸汽温度优化 锅炉主蒸汽温度为衡量汽轮机运行效率的重要参数之一，生产吋要求严 格控制偏差，但是一般在多种因素的影响下，主政企网恩度调节对象动态特性会 具有一定的惯性与延迟。在对其进行优化时，可以选择串级调节系统，来消除减 温水干扰。同吋也可以增加负荷前馈信号来提高负响应速度。以缩小主蒸汽温度 偏差为目的