火電機組優化運行的關鍵技術分析

張澤坤

摘 要：火電廠作為我國電廠的主要組成部分，為社會發展提供電能支持，推進社會現代化建設。但火電廠運行中需要消耗大量能源，同時還會造成嚴重的環境污染，不符合可持續發展戰略，火電廠實行節能減排已成為必然。有鑒于此，文章中以火電廠火電機組為切入點，分析火電機組節能降耗的原理，并給出火電機組優化運行的主要技術，分析節能運行的方法，以供參考。

關鍵詞：火電機組；節能降耗；運行措施

中圖分類號：TM621 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0152-02

Abstract： As the main component of power plant in our country， thermal power plant provides electric energy support for social development and promotes social modernization. But the thermal power plant operation needs to consume a lot of energy， at the same time will cause serious environmental pollution， not in line with the sustainable development strategy， thermal power plant energy conservation and emission reduction has become inevitable. In view of this， the paper takes the thermal power unit in the thermal power plant as the breakthrough point， analyzes the principle of the thermal power unit energy saving and consumption reduction， and gives the main technology of the thermal power unit optimized operation， analyzes the energy saving operation method， for the reference.

Keywords： thermal power units； energy saving and consumption reduction； operational measures

近些年我國社會經濟快速發展，市場對電能的需求量持續增加，火電廠的規模與數量也在快速增加，做好節能減排工作已成為火電廠工作的主要內容。火電廠運行中發電機組作為主要設備，其能耗直接決定火電廠的能耗。通過優化火電機組運行模式，可以提高機組運行效率并降低能耗，增加火電廠經濟效益，提高市場競爭力，本研究就此展開論述。

1 火電機組優化運行分析

能源供應日趨緊張化的背景下，火電廠更應該提高節能意識，強化能源管理工作，在保證正常運行的基礎上降低能源消耗，提高火電廠的經濟效益。如何有效運行火電機組，達成節能降耗目的已成為火電廠行業研究的重要課題。火電廠優化運行，指的是不增加新投入的基礎上，通過調整運行參數并改變運行方式的方法，提高能源利用率。火電廠的優化分成兩類，即單設備優化與全廠優化。前者通過優化單機的熱經濟性指標，后者則對全廠機組設備進行優化[1]。

火電機組運行優化及節能研究，有助于降低火電廠運行成本。火電機組優化運行試驗內容，主要包括：調整鍋爐、調整汽輪機組與輔機、優化熱控系統等。此外，大型火電機組的熱力系統構成較為復雜，很多因素都會對機組性能產生影響，單純的理論研究需要附加較多的假設條件，還需要進行簡化處理，難以獲得準確的經濟化的運行方案。因此實際優化時，通過試驗的方法獲得各個機組在不同條件的運行數據，并通過全面分析、綜合計算，獲得最優運行方式，給火電廠運行提供指導與參考。

2 火電機組優化運行的技術要點

火電廠汽輪機運行時消耗較大，有很多不必要的消耗：轉子與靜子滾動造成氣體泄漏，對機內流通產生一定阻礙；汽輪機出現熱膨脹或變形；操作人員的而技術水平等。此外，安裝時汽輪機也會對氣缸內效率產生影響。具體而言，火電機組優化運行的技術要點如下。

2.1 氣缸安裝技術要點

（1）準確定位。具體需要根據實際情況選擇合理的施工方式對氣缸進行定位，同時還應該做好監督調節，先定位、調節，同時做好外部應力的解除工作。具體還需要做好后續的氣缸扣蓋工作，有效預防變形以及氣缸中心的移動問題。（2）質量檢查。汽輪設備與零部件安裝時，做好試驗隔板與氣缸間的連接，保證連接強度。并對各部位連接情況進行檢查，避免出現縫隙、錯位、漏洞等情況，保證安裝質量。在安裝汽輪機設備和零部件的過程中，應該重點檢查隔板與氣缸之間的連接是否良好，同時還應該檢查汽封塊端部以及與相應位置之間的零件吻合的完整情況。（3）安裝控制。汽輪機安裝時，要做好監督與檢查工作，避免不同零部件出現超過標準要求的縫隙，保證設備整體的氣密性，為后期汽輪機良好運行奠定基礎[2]。（4）組裝質量。安裝過程中，對軸封加熱器系統嚴格控制，并做好疏水系統流通分析，同時做好介入軸封抽氣處理，提高汽輪機安裝質量。

2.2 安裝尾部煙道換熱器

火電機組在運行過程中燃料燃燒程度很大程度上與尾部煙道換熱器的工作質量有關。由于電廠鍋爐尾部煙道本身設計的彎曲情況，導致截面存在一定的差異性，在工作過程中由于含灰煙氣流的速率場與飛灰顆粒程度場的分布情況存在差異，導致煙道與換熱器之間造成灰塵積壓、摩擦損壞以及換熱器的不平衡等問題，對電廠的安全運行造成嚴重隱患。

因此需要根據鍋爐尾部煙道內流場的布局特質，通過尋求切實可行的方案，并利用CFD等數值模型方案構建平直轉直的計算模子。通過合理配置參數，在整個施工過程中做好結構的改良工作。通過調節煙道構造以及加裝導流板的方式，從而提升異形彎道的煙氣速率、飛灰度數場的均流。

2.3 合理使用省煤器

大部分火電廠的汽鍋排煙溫度都高于設計值，一般這個數值達到25-35℃。通過降低排煙溫度有助于降低能耗與污染。通常汽鍋的排煙溫度為125-145℃，部分甚至達到160℃及以上。這些熱源白白浪費，還會造成環境污染，可以采取新設備等方法降低排煙溫度。排煙讀數是造成排煙熱丟失的主要原因，根據原理分析，排煙度數提高11℃，排煙熱損失就提高（0.6-1.0）%，意味著有（1.2-2.4）kg/kW·h。鍋爐胃部煙道上增加低溫省煤器，可以最大程度會后煙氣余熱，提高發電量、降低排煙溫度等，常見的如省煤器熱水再循環技術等，技術原理如圖1所示。

3 火電機組運行過程中主要節能技術

3.1 凝汽設備節能措施

凝汽設備中的真空循環運行情況是影響能源消耗的重要因素，一旦在工作過程中存在漏點，將會導致凝汽設備的內部壓力增高，同時真空降低還會阻礙火力電機組的運行效率。由于真空系統本身的特點，導致在結構上需要大量的輔助設備，比如管道、閥門以及接口，因此需要保證吻合情況的嚴密性。具體應該做好以下三個方面的工作：（1）確保盡可能少的使用接頭，并嚴格檢查閥門密封情況是否良好，最好采用焊接的方式施工，同時有效控制儀表接觸點接觸情況的完好性，確保設備備用口密封性良好；（2）應該多次對整個真空系統的運行情況進行檢修，保證各個部門的密封性良好；（3）需要確保灌水檢漏系統的安裝是否達標，同時對于重點的部位采用灌水的方式檢查仔細檢查；（4）確保與灌水檢漏系統的安裝質量，同時還應該盡可能采用組合安裝的方式進行安裝，在安裝前應該做好隔板的清潔情況，確保不銹鋼管的安裝質量[3]。

3.2 氫冷機組節能措施

在火電機組運行中，漏氫情況不僅影響能源的使用率，還會對整個作業的安全性造成重要影響，因此為進一步做好節約能源的相關工作，需要做好漏氫量的測定工作。由于漏氫情況會導致氫壓的規定值受到影響，嚴重時會導致發電機組的著火或者爆炸，具有重要的危害。另一方面，由于整個氫氣的損失過度將會導致制備氫氣的成本增加。因此做好漏氫量的檢查工作，應該要兼顧內部檢查和外部檢查。具體步驟如下：（1）在對發電機的外裝蓋進行安裝時，要做好試裝工作，具體要檢查好中分面的空隙情況，重點防范端蓋與機座的接觸情況，嚴防漏氫情況；（2）應該及時安裝冷卻母管時應該保證管道的密封情況，在進行下一道工序前，應該重點檢查冷卻母管的情況；（3）在安裝氫氣冷卻器與出線罩時，應該及時保證韓姐質量；（4）安裝氣體管道時，應該保證緊固螺栓，并根據實際情況及時對管道進行布置；（5）盡量采用刷肥皂泡的方式對用氣情況進行凈化，同時應該做好整套風壓的檢查工作；（6）盡量采用立式結構布局，通過采用高靈敏的平衡閥，有效改善氫氣的干燥程度，從而保證氫氣的密封性良好。

3.3 鍋爐機組節能措施

（1）解決空氣預熱器漏風問題。鍋爐運行中空氣預熱器漏風問題較為常見，根據具體內容選擇合適的措施。同時，空氣預熱器安裝過程中要保證各配屬設備的質量，避免碰撞、跌落等情況出現；（2）降低鍋爐補水率。鍋爐機組的補水情況也會是影響節能情況的重要因素。熱力設備與管道的密封性是降低鍋爐補水率的主要方法。安裝時可以采取相應措施進行規避。

3.4 提高燃料管理質量

電廠通常由人工計算完成燃料管理工作，包括燃料采購、燃料驗收、燃料結算等內容，這些環節中涉及的數據信息都由人工完成，工作強度大且復雜，整個過程中需要消耗大量的人力與物力，使得電廠運營效率提高。引入現代化燃料管理信息系統，可以改變傳統燃料管理模式的不足，最大程度降低人力、物力消耗，優化工作流程以提高工作效率，奠定電力企業健康運行的基礎。

信息化管理將過程建模操作與數據結算功能兩者分割處理，在對功能不造成影響的前提下，通過調整計算過程模型便可優化系統功能。另外，運用信息化燃料管理模式中的工作流功能，加強結算工作的智能化處理功能，由人工操作逐漸向智能化方向發展，特別在遇到特殊情況時，信息化系統能夠做出快速反應、工作效率極高。

4 結束語

綜上所述，火電機組的工作效率直接影響能源的消耗情況，通過及時采取有效措施做好優化工作是節能減排的重要方式。隨著燃煤機組數量與規模增加，通過優化運行方式是支持我國能源戰略的重要措施。火電廠依據自身情況，選擇合適的節能降耗方法，在提高燃煤利用率的基礎上增加發電量，降低能耗，提高電廠效益。

參考文獻：

[1]胡艷.大型火電機組優化目標函數選取方法的研究與應用[D].華北電力大學，2017.

[2]李鑫鑫，范志愿，王惠杰.主成分分析法在火電機組優化運行中的應用[J].電站輔機，2016，37（04）：33-36.

[3]鄧煜.火電機組脫硫脫硝系統優化運行研究[D].華北電力大學，2017.