淺談小型火電廠汽輪機運行優(yōu)化策略

張海

（冀中能源峰峰集團有限公司九龍矸石熱電廠 河北邯鄲 056200）

摘要：火電廠生產(chǎn)系統(tǒng)中汽輪機承擔(dān)的重要的功能，將鍋爐傳遞的蒸汽能轉(zhuǎn)化為機械能，從而保證設(shè)備的運轉(zhuǎn)要求。由于火電廠生產(chǎn)環(huán)境比較特殊，在設(shè)備運行環(huán)節(jié)受到外界因素的影響比較明顯，容易導(dǎo)致各項設(shè)備故障的出現(xiàn)，降低生產(chǎn)效率。本文將從實際生產(chǎn)經(jīng)驗出發(fā)，結(jié)合汽輪機的主要運行特征，制定一系列的優(yōu)化策略，提升汽輪機的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：火電廠；汽輪機；優(yōu)化策略；運行管理

隨著社會發(fā)展速度不斷提升，人民生活水平越來越高，對電力資源的需求量也隨之增高，火電廠的運行壓力相對具有明顯提升，因此提升火電廠機組的運行效率，具有十分重要的意義。火電廠機組的容量提升，導(dǎo)致相應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)荷載壓力變大，汽輪機作為火電廠正常運行保證的重要部分，提升其運行穩(wěn)定性和可靠性十分必要。本文將綜合其運行特征，聯(lián)系其他部件之間的相互影響，提出汽輪機運行優(yōu)化策略，降低設(shè)備運行故障率，提升運行総合効率。

1 火電廠汽輪機運行優(yōu)化要點分析

1.1 給水泵優(yōu)化

給水泵在運行時采用的是定速給水方式，能夠根據(jù)鍋爐給水閥門的調(diào)節(jié)改變生產(chǎn)運行中給水量的大小。在實際生產(chǎn)中，定速給水在調(diào)節(jié)是存在一定的局限性，特別是在設(shè)備低負荷運行時，節(jié)流損失較大，因此需要對給水泵進行優(yōu)化處理。在完善給水泵運行調(diào)節(jié)方式時，結(jié)合變動轉(zhuǎn)速和平移泵特性曲線來實現(xiàn)優(yōu)化運行，能夠脫離調(diào)節(jié)閥的作用來改變給水量。即時在低負荷運行時也能保證效率不受影響，提升氣動泵組運行效率。例如電動液力耦合式給水泵能夠?qū)崿F(xiàn)變頻優(yōu)化，安裝兩組給水泵避免出現(xiàn)故障時無法生產(chǎn)的問題出現(xiàn)。

1.2 回?zé)峒訜崞鲀?yōu)化

回?zé)峒訜崞魇潜ＷC火電廠生產(chǎn)機組正常運行的重要條件，通過提升回?zé)峒訜崞鞯倪\行效率能夠有效的提升整體生產(chǎn)速度，提升經(jīng)濟效益。在優(yōu)化汽輪機時，不同級別抽汽間能級各不相同，如果抽汽壓力越高，在改變級別時需要消耗的能量越大。汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)的主要作用是提升抽汽時汽油機內(nèi)功率。優(yōu)化回?zé)峒訜崞鲿r，應(yīng)當(dāng)將上端差和下端差聯(lián)系抽汽壓損變化值進行控制，更新原有生產(chǎn)系統(tǒng)，提升汽輪機生產(chǎn)可靠性。

1.3 油封系統(tǒng)優(yōu)化

汽輪機軸端油封系統(tǒng)也稱軸封，其作用是避免外界環(huán)境中的空氣凈土設(shè)備內(nèi)部，避免空氣與蒸汽出現(xiàn)混合的情況而降低生產(chǎn)效率。優(yōu)化油封系統(tǒng)保證其密封性良好，降低蒸汽泄漏量，采取有效的措施來提升化學(xué)補水量，從而將避免高能位工作截止發(fā)生變化。汽輪機有風(fēng)機組在運行過程非常容易受到環(huán)境的影響而降低使用效果，性能相對降低，在優(yōu)化時可以結(jié)合其容易發(fā)生的損壞特點進行針對性的優(yōu)化措施處理，保證非質(zhì)量問題導(dǎo)致的損失。近年來，火電廠汽輪機密封技術(shù)相對之前獲得較大進步，各種特性油封種類較多，在選擇時可以根據(jù)自身設(shè)備的特性進行選擇，結(jié)合實際運行狀態(tài)進行篩選試驗，保證機組熱效率，降低整體控制系統(tǒng)的能耗問題，提升生產(chǎn)效率。

1.4 凝汽器真空抽氣系統(tǒng)優(yōu)化

在正常的生產(chǎn)運行過程中，凝汽器真空抽氣系統(tǒng)發(fā)生故障的頻率較高，一旦發(fā)生問題整體設(shè)備的生產(chǎn)效率會受到巨大影響。凝汽器真空抽氣系統(tǒng)常見的問題時漏氣量過大導(dǎo)致系統(tǒng)短期水環(huán)真空泵過載，進而影響機組運行。在優(yōu)化過程中應(yīng)當(dāng)選擇采用內(nèi)部真空保持工藝，也就是通過凝結(jié)器來維持內(nèi)部真空狀態(tài)，有效控制系統(tǒng)漏氣量。優(yōu)化凝汽器真空抽汽系統(tǒng)能夠?qū)痣姀S的熱力循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生積極作用。

2 火電廠汽輪機組控制系統(tǒng)優(yōu)化分析

2.1 機爐協(xié)調(diào)優(yōu)化

絕大部分火電廠單元機組被控對象包括鍋爐和汽輪機，兩者之間存在密切相互作用。鍋爐和汽輪機都是生產(chǎn)過程中的重要組成，鍋爐本身能夠儲蓄大量熱能，汽輪機能夠快速負荷影響，控制系統(tǒng)的兩個部門相互制約，相互影響，在外部負荷特性和內(nèi)部參數(shù)對比時可以發(fā)生兩者的相互制約作用，為了更好的提升汽輪機運行效率，需要對機爐協(xié)調(diào)性進行優(yōu)化，采用具有自適應(yīng)控制、學(xué)習(xí)控制和模糊控制的模式進行管理，優(yōu)化不同系統(tǒng)控制算法，保證實用性。

2.2 主蒸汽溫度優(yōu)化

衡量汽輪機運行效率的核心參數(shù)是鍋爐主蒸汽溫度的參數(shù)，生產(chǎn)過程中需要對其進行嚴格的數(shù)據(jù)控制，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差。由于主蒸汽溫度系統(tǒng)調(diào)節(jié)對象呈現(xiàn)一定的動態(tài)特征，在不同的運行狀態(tài)下會出現(xiàn)一定的慣性和延遲作用，受到的影響因素較多。在優(yōu)化主蒸汽溫度控制時，可以采用串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)來進行，降低溫水干擾。同時增加符合前饋信號也能加快系統(tǒng)響應(yīng)速度。降低主蒸汽溫度偏差是系統(tǒng)的主要優(yōu)化方向，能夠利用系統(tǒng)辨識法來建立控制對象的數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)預(yù)估器補償效果來避免不同擾動因素的影響。

2.3 設(shè)備管理優(yōu)化

設(shè)備管理優(yōu)化是保證設(shè)備的管理效率，降低各項故障的發(fā)生概率。第一，故障維護。為了更好的管理系統(tǒng)運行狀態(tài)，需要提升整體管理意識，避免在設(shè)備出現(xiàn)問題后再進行維護，應(yīng)當(dāng)把設(shè)備維護做到常態(tài)化，定期進行常規(guī)的維護作用，結(jié)合先進的故障診斷排除技術(shù)來對設(shè)備進行故障隱患檢查。故障維護本身具有被性，在故障發(fā)生后進行的處理會導(dǎo)致影響范圍擴大，應(yīng)當(dāng)盡量控制在最短時間處理問題。第二，周期性維護。根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)確定相應(yīng)的維護計劃，制定可行性強的維護管理方案，建立設(shè)備維護周期目標(biāo)。不論設(shè)備運行狀態(tài)是否存在問題都需要在規(guī)定時間進行全面的停機維護。根據(jù)運行作業(yè)的形式進行維護方案的制定工作，盡量避開高峰期進行維護。第三，工況性管理。為了更好的降低故障率的出現(xiàn)，可以制定預(yù)防性維護管理措施，在日常生產(chǎn)過程即對汽輪機各項運行性能指標(biāo)進行嚴格檢測和記錄，通過專業(yè)性軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)進行實時分析，結(jié)合科學(xué)的數(shù)學(xué)模型進行分析，計算相關(guān)數(shù)據(jù)的結(jié)果，評估系統(tǒng)存在故障的可能性，從而提前進行故障的預(yù)判，避免問題發(fā)生造成較大的影響。

3 結(jié)束語

為了更好的提升火電廠運行效率，火電廠需要對自身生產(chǎn)實際狀態(tài)進行合理的分析，重視汽輪機組對整體生產(chǎn)活動的影響，綜合分析各項影響因素，制定可行性強的優(yōu)化策略。加強對管理系統(tǒng)的控制，掌握汽輪機組實時運行情況，從而更好的進行生產(chǎn)方案的調(diào)整計劃，保持設(shè)備處于最佳運行狀態(tài)，提升整體生產(chǎn)效率。

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