DQZHAN技術(shù)訊：火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行效率優(yōu)化研究

當(dāng)前，我國發(fā)電主要是采用火力的方式，應(yīng)該不斷的完善與優(yōu)化當(dāng)前的運(yùn)行方式，并提高資源的使用率，本文從汽輪機(jī)存在問題、凝汽器真空以及輔助系統(tǒng)存在問題入手，簡要分析了其原因和應(yīng)采取何種措施，我們應(yīng)當(dāng)不斷提高火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行效率，在保證機(jī)組**穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠*大的經(jīng)濟(jì)效益。

(轉(zhuǎn)載來源：電力論壇)

1、火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)與工作原理

1.1汽輪機(jī)的特點(diǎn)

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)是以蒸汽作為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，從而為發(fā)電機(jī)發(fā)電提供需要的機(jī)械能。當(dāng)前，汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)是作為火力發(fā)電廠中三大主要設(shè)備的兩大主機(jī)，其具有以下幾方面特點(diǎn)：熱效率高，凝氣式汽輪機(jī)組的綜合熱效率可達(dá)40%，供熱機(jī)組的熱效率則達(dá)到了80%;汽輪機(jī)作為連續(xù)工作的回旋機(jī)械，具有較大的單機(jī)功率;機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，事故率較低，一般可保持3年左右的大修，提高了設(shè)備的利用率;熱經(jīng)濟(jì)性能高，使用壽命長，且能更使用各種廉價(jià)的燃料等等。

1.2基本工作原理

汽輪機(jī)是利用蒸汽的熱能來實(shí)現(xiàn)作功的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，因此其工作原理主要是基于熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的理論，包括了沖動作用原理和反動作用原理。

1.2.1沖動作用原理。在汽輪機(jī)中，從噴嘴流出的高速蒸汽通過該動葉汽道時(shí)，其流動方向改變，因而對葉片產(chǎn)生沖動力并推動葉輪轉(zhuǎn)動，作出機(jī)械功，即為沖動作用原理。

1.2.2反動作用原理。是指在汽輪機(jī)中，當(dāng)蒸汽在動葉片構(gòu)成的汽道內(nèi)膨脹加速時(shí)，汽流必然會對動葉產(chǎn)生一個(gè)由于加速而產(chǎn)生的反動力，以推動葉輪運(yùn)動并作出機(jī)械功。沖動作用原理的特點(diǎn)是汽流在動葉汽道內(nèi)不膨脹加速，而只是發(fā)生方向的改變，而反作用原理的特點(diǎn)是汽流在動葉汽道內(nèi)部件會出現(xiàn)方向的改變，而且還進(jìn)行膨脹加速。

2、火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中存在的問題

2.1缺乏核心技術(shù)

近幾年來，隨著國家科技的迅猛發(fā)展，汽輪機(jī)作為一種生產(chǎn)機(jī)械，在火力發(fā)電廠生產(chǎn)中發(fā)揮著不容忽視的重要作用。汽輪機(jī)設(shè)備的廣泛應(yīng)用以及推廣，大大促進(jìn)了火力發(fā)電廠的科技自動化以及工業(yè)的發(fā)展。隨著能源結(jié)構(gòu)的改變，電力已經(jīng)成為社會發(fā)展不可或缺的能源之一。要想獲得更多的電力資源，就必須要不斷研發(fā)新技術(shù)，提高火力發(fā)電廠電力生產(chǎn)的效率，只要這樣才可以滿足大眾的需求，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的改善。除此之外，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷在發(fā)展，機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程也在不斷的變化中。隨著汽輪機(jī)設(shè)備的科技含量的日益提高，很多操作人員沒能及時(shí)跟上其更新速度，導(dǎo)致其沒能正確的使用汽輪機(jī)設(shè)備。所以必須要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)汽輪機(jī)的更新?lián)Q代以及優(yōu)化運(yùn)行，促進(jìn)火力發(fā)電廠生產(chǎn)效率的提高，并且還要引進(jìn)專業(yè)的操作人員，促進(jìn)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行。

2.2火力發(fā)電廠汽輪機(jī)能源消耗大

對于目前火力發(fā)電廠的汽輪機(jī)的使用來說，普遍采用傳統(tǒng)的發(fā)電方式。主要原理是，汽輪機(jī)是能將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的外燃回轉(zhuǎn)式機(jī)械，來自鍋爐的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，依次經(jīng)過一系列環(huán)形配置的噴嘴和動葉，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。汽輪機(jī)輸出軸和發(fā)電機(jī)連接，即可實(shí)現(xiàn)發(fā)電。在這個(gè)過程中，汽輪機(jī)在產(chǎn)生能源的同時(shí)，也會消耗大量的資源，這對于火力發(fā)電廠的長期發(fā)展來說是非常不利的，所以必須要改善火力發(fā)電廠汽輪機(jī)能源消耗大以及能源利用率低的問題。

2.4缺乏專業(yè)的技術(shù)人才

通過對目前火力發(fā)電廠汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行管理工作的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在火力發(fā)電廠的內(nèi)部管理中缺乏專業(yè)的技術(shù)人才。對于技術(shù)人才來說，不僅僅要熟悉各種火電廠的機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行，還需要熟悉各種檢修方法，同時(shí)還要熟悉各種汽輪機(jī)的工作條件，才能夠保證汽輪機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行的工作狀態(tài)。但是目前的的實(shí)際狀況是，在火力發(fā)電廠缺乏專業(yè)的技術(shù)人員以及檢修技師，這樣就非常不利于火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行，同時(shí)也會給火力發(fā)電站的工作效率造成嚴(yán)重影響。所以說，在火力發(fā)電站的正常運(yùn)行過程中，必須要引進(jìn)專業(yè)的操作人員和技術(shù)人員，這樣才能夠?yàn)槠啓C(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

3、運(yùn)行優(yōu)化和措施

3.1火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組優(yōu)化措施

汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠汽輪機(jī)系統(tǒng)的主要設(shè)備，應(yīng)當(dāng)注重火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組優(yōu)化，降低汽輪機(jī)熱耗，提高效率。按規(guī)定進(jìn)行汽輪機(jī)的安裝及大修，把好質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格控制汽輪機(jī)組安裝、檢修質(zhì)量。當(dāng)汽輪機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)與汽輪機(jī)廠家及有資質(zhì)和技術(shù)力量的單位進(jìn)聯(lián)系，確保解決措施和方案得當(dāng)，避免因檢修不到位對汽輪機(jī)造成二次傷害。為了提高汽輪機(jī)效率，在規(guī)定范圍內(nèi)盡量提高主汽壓力。提高主汽壓力容易造成調(diào)門抖動。調(diào)整調(diào)門開啟順序，汽輪機(jī)調(diào)門控制采用順序閥控制，避開容易發(fā)生抖動的開度范圍，可以有效的解決汽輪機(jī)系統(tǒng)在高負(fù)荷運(yùn)行下產(chǎn)生調(diào)門振動，提高汽輪機(jī)運(yùn)行**性和運(yùn)行效率。

3.2凝汽器真空優(yōu)化

首先我們要搞清楚造成凝汽器真空降低的原因是什么。經(jīng)過對循環(huán)水系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)進(jìn)行排查，以及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，造成凝汽器真空降低的原因主要有四點(diǎn):**，在汽輪機(jī)內(nèi)的循環(huán)水量不足。**，在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，真空泵內(nèi)的水溫一定維持在較高的狀態(tài)。第三，疏水閥門存在內(nèi)漏現(xiàn)象，加大了凝汽器的熱負(fù)荷。第四，凝汽器的真空嚴(yán)密性差，容易出現(xiàn)氣側(cè)漏汽，造成凝汽器端溫差大，***差可達(dá)10℃。凝汽器冷卻面積、清潔度和嚴(yán)密性決定了機(jī)組真空。在特定負(fù)荷條件下，凝汽器真空與循環(huán)水的溫度和流量有關(guān)。如果循環(huán)水的溫度不同，那么其流量也將會出現(xiàn)一定的差別，所以，循環(huán)水泵的運(yùn)行必須合理。解決方法：優(yōu)化循環(huán)水泵的運(yùn)行，循環(huán)水泵在高負(fù)荷工作時(shí)，可雙循泵高速運(yùn)行;當(dāng)循環(huán)水當(dāng)進(jìn)水溫度變化或機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，固定負(fù)荷區(qū)間，低速循泵、高速循泵搭配運(yùn)行。通過采取這些方法提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率。

3.3輔助系統(tǒng)優(yōu)化措施

原來汽封壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)十分復(fù)雜，其邏輯比較器為機(jī)械式，受環(huán)境的影響而產(chǎn)生故障，導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)難度加大。汽封壓力設(shè)定值為現(xiàn)場手動設(shè)定，增加了運(yùn)行人員的工作危險(xiǎn)性，這不符合現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)要求。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動化程度更高的電廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，原有的老式機(jī)械式控制儀表組件別自動化更高的控制系統(tǒng)代替。目前軸封采用的控制方法為：軸封平衡管壓力經(jīng)過壓力變送器測量，然后通過壓力變送器將壓力信號送入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定值與實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過模塊整定計(jì)算，將計(jì)算后的標(biāo)準(zhǔn)信號輸入到電動調(diào)節(jié)閥或者氣動隔膜調(diào)節(jié)閥的電氣轉(zhuǎn)換器開關(guān)，從而調(diào)整調(diào)節(jié)閥的開度，保證汽輪機(jī)軸封蒸汽壓力在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)束語

當(dāng)前，我國發(fā)電主要是采用火力的方式，應(yīng)該不斷的完善與優(yōu)化當(dāng)前的運(yùn)行方式，并提高資源的使用率，本文從汽輪機(jī)存在問題、凝汽器真空以及輔助系統(tǒng)存在問題入手，簡要分析了其原因和應(yīng)采取何種措施，我們應(yīng)當(dāng)不斷提高火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行效率，在保證機(jī)組**穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠*大的經(jīng)濟(jì)效益。