淺談火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的優(yōu)化的方法

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，汽輪機(jī)設(shè)備應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的范圍還將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，相對(duì)應(yīng)地受到來(lái)自社會(huì)各界的關(guān)注也將日益增多。本文通過(guò)簡(jiǎn)單介紹汽輪機(jī)的基本特點(diǎn)，通提出了火力發(fā)電廠應(yīng)該推進(jìn)汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化的思想，提出了確定汽輪機(jī)優(yōu)化運(yùn)行的方法、確定汽輪機(jī)定壓和滑壓的運(yùn)行參數(shù)、希望為火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；運(yùn)行參數(shù)；給水泵；循環(huán)水泵；背壓

汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)，也可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等。還可以利用汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。

1 火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)

1.1 汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性好

通常汽輪機(jī)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的狀態(tài)和運(yùn)行方式及參數(shù)可以很快的實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化運(yùn)行，這樣對(duì)于活力發(fā)電廠來(lái)說(shuō)很容易實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和安全目標(biāo)，在復(fù)雜的電廠環(huán)境中運(yùn)行，可以有效的保證職工的安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

1.2汽輪機(jī)的工作原理及操作簡(jiǎn)單

汽輪機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單，操作也容易，普通的回旋就可以產(chǎn)生巨大的電能，汽輪機(jī)自身簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)避免了應(yīng)機(jī)身龐大而產(chǎn)生的事故，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也可以方便工人檢修，有形磨損和維護(hù)費(fèi)用都相對(duì)較低，大大的煙瘴了汽輪機(jī)的使用壽命。

1.3汽輪機(jī)的熱效率高

大型汽輪機(jī)的在國(guó)內(nèi)熱電廠的應(yīng)用歷史并不是很長(zhǎng)，但是相比較傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠，汽輪機(jī)的熱工效率還是比較高的，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算得到汽輪機(jī)的熱工效率基本保持在40%以上，與傳統(tǒng)機(jī)械相比大約提高了一倍，這樣不僅大大節(jié)省了能源，而且對(duì)國(guó)家要求的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也能更好的執(zhí)行，從而為熱電廠的穩(wěn)定運(yùn)行提供了長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行優(yōu)化

2.1 確定汽輪機(jī)優(yōu)化運(yùn)行的方法

在實(shí)際的火電廠運(yùn)行工作中，研究人員發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)的優(yōu)化主要有兩個(gè)方面，一個(gè)是單因素輪換確定法，二是多因素聯(lián)合調(diào)整法。單因素輪換調(diào)整法主要是將汽輪機(jī)運(yùn)行影響的因素進(jìn)行劃分和分類，在其他因素不變的情況下，變動(dòng)其中一種因素，進(jìn)而得到汽輪機(jī)運(yùn)行及功率輸出曲線，用此方法來(lái)找到汽輪機(jī)運(yùn)行的最佳方式。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于方法操作簡(jiǎn)單，并且可以結(jié)合汽輪機(jī)實(shí)際工作，可靠性較高，方便火力發(fā)電廠快速形成汽輪機(jī)優(yōu)化運(yùn)行的策略和方法。多因素聯(lián)合調(diào)整法是指將影響汽輪機(jī)運(yùn)行的因素看做一個(gè)整體，通過(guò)提高和改善其中的一些部件和設(shè)備來(lái)改善這些影響因素，以聯(lián)合運(yùn)行的方式來(lái)確定汽輪機(jī)運(yùn)行的最佳效果，以形成對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的有效優(yōu)化。當(dāng)前汽輪機(jī)輔助技術(shù)、集成技術(shù)和數(shù)字技術(shù)正在高速發(fā)展，確定汽輪機(jī)優(yōu)化運(yùn)行可以將單因素輪換法和多因素聯(lián)合調(diào)整法綜合使用，利用汽輪機(jī)運(yùn)行的實(shí)際，借用高科技手段的力量，做到對(duì)各種方法優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處的有效發(fā)揚(yáng)，做到對(duì)汽輪機(jī)優(yōu)化運(yùn)行的強(qiáng)有力保障。

2.2 確定汽輪機(jī)定壓和滑壓的運(yùn)行參數(shù)

首先，汽輪機(jī)的優(yōu)化應(yīng)從做好定、滑壓參數(shù)的設(shè)計(jì)、選定和測(cè)定工作開始，通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)在不同狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)下運(yùn)行的對(duì)比分析和研究，歸納整理文字文件，最后形成對(duì)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和科學(xué)管理的規(guī)劃和方法，為汽輪機(jī)的最佳運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)和例證。確定定壓和滑壓參數(shù)時(shí)，要依據(jù)不同的汽輪機(jī)在不同的負(fù)荷狀態(tài)和條件下，選擇不同的參數(shù)，從而獲得較為全面的汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)過(guò)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的分析與比較，以獲得機(jī)組在全負(fù)荷范圍以內(nèi)的最佳運(yùn)行方式。其次，應(yīng)做好對(duì)定滑定運(yùn)行方式在負(fù)荷轉(zhuǎn)折點(diǎn)上的選擇。最后，在定滑定運(yùn)行的方式下，對(duì)各負(fù)荷點(diǎn)在主蒸汽壓力與相應(yīng)高壓主汽調(diào)門的開度進(jìn)行確定。

2.3 確定汽輪機(jī)給水泵的運(yùn)行方式

汽輪機(jī)實(shí)行最佳運(yùn)行方式的前提是給水泵的運(yùn)行狀態(tài)也是最佳。因此，在這里研究確定給水泵的運(yùn)行方式和最佳運(yùn)行狀態(tài)就是非常關(guān)鍵的工作。理論上來(lái)講，給水泵對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)的容量來(lái)講，其功率只在3±1%的范圍，但是給水泵卻對(duì)汽輪機(jī)的安全運(yùn)行和效率起著關(guān)鍵的作用。如果給水泵以較低的效率和功率運(yùn)行，會(huì)使得汽輪機(jī)的損耗增加，進(jìn)而影響整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行，對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)效率也有一定的影響。在具體優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該強(qiáng)化給水泵的選擇工作，要以汽輪機(jī)組的最大功率和單臺(tái)給水泵功率的比價(jià)作為基礎(chǔ)，做好給水泵最大功率輸出的試驗(yàn)，確定給水泵運(yùn)行的強(qiáng)度、負(fù)荷和實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，給汽輪機(jī)安全運(yùn)行創(chuàng)造條件。此外以汽輪機(jī)的低負(fù)荷工作狀態(tài)為基礎(chǔ)，進(jìn)行給水泵的低負(fù)荷試驗(yàn)，確定單臺(tái)給水泵工作狀態(tài)，通過(guò)兩項(xiàng)試驗(yàn)來(lái)確定給水泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的范圍，進(jìn)而確保對(duì)給水泵的條件具有科學(xué)、安全、效率的基礎(chǔ)。要結(jié)合汽輪機(jī)運(yùn)行進(jìn)行不同負(fù)荷的給水泵能耗和效率檢驗(yàn)，通過(guò)細(xì)微調(diào)節(jié)和多次試驗(yàn)，找出給水泵能耗、功率的變化曲線，進(jìn)而形成汽輪機(jī)給水泵最佳的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)和方式。

2.4 確定汽輪機(jī)循環(huán)水泵的匹配方式

循環(huán)水泵對(duì)汽輪機(jī)凈出力和穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響，尤其是在汽輪機(jī)功率固定并且冷凝器面積一定的情況下，要想提升汽輪機(jī)的運(yùn)行壓力，就需要通過(guò)循環(huán)水系統(tǒng)來(lái)調(diào)價(jià)加以實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)人員要在設(shè)計(jì)階段選擇與汽輪機(jī)想符合的循環(huán)泵，優(yōu)化循環(huán)水泵的性能和樣式，提升循環(huán)水泵對(duì)流量和溫度的調(diào)節(jié)控制能力，做好汽輪機(jī)的循環(huán)水泵試壓和實(shí)驗(yàn)工作，以便循環(huán)水泵能夠更好的適應(yīng)不同負(fù)荷和溫度帶來(lái)的影響，適應(yīng)汽輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中的不同需求。此外，汽輪機(jī)在運(yùn)行中還可以通過(guò)葉片角度、循環(huán)泵功率等因素調(diào)整實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到對(duì)水量、溫度、功耗的準(zhǔn)確控制和準(zhǔn)確測(cè)量，這是優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行、科學(xué)配置循環(huán)水泵的基本方法和主要方面。

2.5 確定汽輪機(jī)運(yùn)行的背壓

背壓通常被稱為排汽壓力，也是汽輪機(jī)重要的運(yùn)行參數(shù)。如果運(yùn)行過(guò)程中，背壓發(fā)生的細(xì)微的變化，對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)的運(yùn)行會(huì)引起較大的變化。多汽輪機(jī)的熱能損耗也有影響，處理效率也會(huì)產(chǎn)生重大的影響，對(duì)火力發(fā)電廠機(jī)組的原料消耗發(fā)生決定性作用。實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行要考慮背壓這一重要參數(shù)，要加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)負(fù)荷情況、汽輪機(jī)水循環(huán)系統(tǒng)、溫度、流量的調(diào)整和監(jiān)測(cè)，通過(guò)及時(shí)調(diào)節(jié)優(yōu)化汽輪機(jī)背壓的強(qiáng)度和大小，使背壓處于精確的范圍和穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)而提升汽輪機(jī)的凈出力水平，達(dá)到優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行的目標(biāo)。在汽輪機(jī)運(yùn)行實(shí)際過(guò)程中，應(yīng)該以負(fù)荷波動(dòng)作為前提條件，比較汽輪機(jī)凈出力變化的數(shù)據(jù)，控制水循環(huán)的流量和溫度，調(diào)整汽輪機(jī)冷凝器背壓值，增加汽輪機(jī)的輸出功率，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)優(yōu)化、高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用好的汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)火電廠的經(jīng)濟(jì)安全目標(biāo)，是火電廠運(yùn)行人員工作的目標(biāo)。這種汽輪機(jī)的優(yōu)化技術(shù)要在以火電廠長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展大前提下，以汽輪機(jī)安全運(yùn)行為基礎(chǔ)，保證運(yùn)行人員生命安全為根本的基礎(chǔ)上，有針對(duì)的調(diào)整汽輪機(jī)的運(yùn)行技術(shù)和參數(shù)，控制汽輪機(jī)的能源消耗，降低燃料費(fèi)用的支出，從而保證火電廠和職工的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。

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作者簡(jiǎn)介：

王波（1979.2）男，漢族，東北電力大學(xué)，熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，本科學(xué)歷，主要從事火電廠管理及運(yùn)行工作。