火電機組優化運行的關鍵技術分析

趙博

摘要：火力發電廠的節能管理對其本身而言非常重要，探究火電機組的優化運行技術，對火電機組的運行經濟性尤為重要。本文論述了火電機組優化運行的關鍵技術。

關鍵詞：火電機組；運行優化；節能

火電廠是主要的一次能源消耗大戶，燃料成本約占發電成本的70%～80%，節能降耗是電廠急需解決的關鍵技術問題。通過對火電機組運行優化技術的研究，利用火電機組運行優化系統，實現火電機組的優化運行和經濟負荷分配，節能降耗，降低供電成本，為火力發電廠競價上網和可持續發展提供了科學依據。火電機組的經濟運行是電力企業的主要任務之一，節能管理是火電廠實現安全文明生產標準、創造一流水平的必要條件之一。研究火電機組的優化運行技術，對進一步提高火電機組的運行經濟性具有重要意義。

一、火電機組優化運行的技術要點

汽輪機運行過程中有許多的消耗：①轉子與定子間滾動會導致泄漏，阻礙級間流動；②汽輪機啟動、停機和變負荷引起的熱應力、熱膨脹和熱變形；③操縱人員的機動性和操作程度，決定了汽輪機效率的提高和降低。組裝時，影響最大的是氣缸內效率與汽輪機的安裝。通過檢修調整間隔是節約能源的有利方式。

1、氣缸安裝技術要點。1）定位準確。根據實際情況，選擇合理的施工方法對氣缸進行定位。同時，要做好監管和調整工作，首先要定位和調節，同時要做好緩解外部應力的工作。具體來說，要做好氣缸蓋的后續工作，有效防止變形和氣缸中心移動。2）質量檢驗。汽輪機設備及部件安裝時，應做好試驗隔板與汽缸的連接，以保證連接強度。檢查各部件的連接，避免出現裂紋、錯位和漏洞，保證安裝質量。在安裝汽輪機設備和部件的過程中，必須檢查隔板與汽缸的連接是否良好，并檢查密封塊的端部和相應位置之間零件是否完全吻合。3）安裝控制。在安裝汽輪機時，必須做好監督檢查工作，避免超過標準要求的不同部位的裂紋，保證設備的整體氣密性，為以后汽輪機的良好運行打下基礎。4）裝配質量。安裝過程中嚴格控制軸封加熱器系統，做好排水系統的流通分析。同時，對中間軸封進行抽氣處理，提高汽輪機的安裝質量。

2、安裝尾部煙道熱交換器。由于電廠鍋爐尾部煙道的彎曲和變截面，含灰煙氣的速度場分布與飛灰顆粒度場分布不一致，導致了煙塵積壓、摩擦損傷和換熱器換熱不平衡的缺點，對電廠的安全運行構成了隱患。因此，探討鍋爐尾部煙道流場的布置特點，尋求一種均流方案迫在眉睫。采用現有的CFD數值模擬方法，建立了直立式鍋爐尾部等截面煙道的計算模型，分析了布置特點，探討了入口煙氣速度、飛灰顆粒負荷極限條件、彎折比、截面高度等因素對計算結果的影響；建立了直立轉平直等截面彎道煙道的計算模型，分析了兩種彎曲和轉彎條件下，煙氣中飛灰濃度場的擴散特性。在工程實踐中，對鍋爐尾部兩種常見的變截面曲線煙道進行了數值模擬，分析了煙道內含灰煙氣的速度場和飛灰數場的分布，尋找易積灰、轉爐摩擦損壞和煙道內傳熱不平衡的區域。通過調整煙道結構和安裝導向板，提高了特殊斷面彎曲煙道的變截面煙氣速度和煙氣管道中飛灰場的平均流量。

3、合理使用省煤器。我國許多電站的蒸汽灶排汽溫度均高于設定值，比設計值高25～35度。因此，采用降低廢氣溫度的措施來節約燃料，減少污染具有重要的實用價值。目前，我國大多數電站的蒸汽灶排汽溫度一般在125～145攝氏度之間，有的甚至可以達到160攝氏度以上。在普通的蒸汽灶排汽程度下，蒸汽灶排汽是一種特別重要的余熱來源，可以采用更多的新技術和新設備來降低蒸汽灶的排氣溫度。煙氣熱損失的主要原因是排煙度數，根據該原理，煙氣熱損失隨煙氣度的增加而增加0.6%～1.0%，相當于煤的附加消耗量為1.2～2.4g/kw·h。在鍋爐尾部煙氣中安裝低溫省煤器后，可深度回收煙氣余熱，增加發電量，吸收熱量，降低出口煙氣溫度，如省煤器熱水再循環技術。

二、火電機組運行過程中主要節能技術

1、冷凝設備的節能措施。冷凝設備真空循環的運行是影響能耗的重要因素，一旦在工作過程中出現泄漏，冷凝設備的內部壓力就會升高，真空度的降低也會阻礙火電機組的運行效率。由于真空系統本身的特點，結構中需要大量的輔助設備，如管道、閥門、接口等，因此需要保證符合情況的嚴密性。具體來說，要做好以下三方面的工作：1）盡量少用接頭，嚴格檢查閥門的密封情況。閥門宜采用焊接施工，同時，有效控制儀器接觸點的完整性，保證設備備用口的良好密封。2）對整個真空系統的運行進行多次檢查和維修，確保各部門的良好密封。3）必須保證檢漏系統的安裝符合標準，并對關鍵部位進行灌水方式仔細檢查。4）確保檢漏系統和灌水系統的安裝質量，同時，盡可能采用組合安裝方式，保證不銹鋼管的安裝質量。安裝前應做好隔板的清理工作，以保證不銹鋼管的安裝質量。

2、氫冷機組的節能措施。在火電機組運行中，漏氫不僅影響能源利用率，而且對整個運行的安全性有重要影響。因此，為了進一步節約能源，有必要做好漏氫的測定工作。由于氫氣泄漏會影響氫氣壓力的規定值，嚴重時會引起機組著火或爆炸，具有重大危險性。另外，整個氫氣的過度損失將導致氫氣生產成本的增加。因此，做好漏氫檢測，既要考慮內部檢查，也要考慮外部檢查。具體步驟如下：1）發電機外蓋安裝時，應做好試裝工作，檢查中間段間隙，注意防止端蓋與機座接觸，嚴格防止漏氫；2）安裝時應保證冷卻母管的密封狀態，下道工序前應檢查冷卻母管狀況；3）氫氣冷卻器和出口罩安裝時，應及時保證焊接質量；4）燃氣管道安裝時，應根據實際情況及時緊固螺栓和布置管道；5）盡可能采用肥皂泡刷洗的方法凈化燃氣情況，并做好整套風壓的檢查工作；6）盡量采用垂直結構布置，使管道通達。采用高靈敏度平衡閥可以有效提高氫氣的干燥程度，從而保證氫氣的良好密封。

3、鍋爐機組節能措施。1）解決空氣預熱器漏風問題。空氣預熱器漏風是鍋爐運行中常見的問題，根據具體內容選擇適當的措施。同時，在空氣預熱器的安裝過程中，應保證設備的質量，避免出現碰撞和墜落等狀況；2）降低鍋爐補水率。鍋爐機組的供水也是影響節能的重要因素，熱力設備和管道的密封是降低鍋爐補水率的主要方法。安裝時可采取相應措施進行規避。

4、提高燃油管理質量。電廠的燃料管理通常是通過人工計算來完成的，包括燃料采購、燃料驗收、燃料結算等。這些鏈接中涉及的數據和信息都是通過手工工作完成的，工作強度大、復雜，全過程消耗大量人力、物力，提高了電廠的運行效率。引入現代燃料管理信息系統，可以改變傳統燃料管理模式的不足，最大限度地減少人力和物力的消耗，優化工作流程，提高工作效率，為電力企業的健康運行奠定基礎。

信息管理將流程建模操作和數據結算功能分為兩部分。在不影響系統功能的前提下，通過調整計算過程模型對系統功能進行優化。此外，利用信息燃料管理模式下的工作流功能，增強了結算工作的智能處理功能，從人工操作逐步向智能化方向發展。特別是在特殊情況下，信息系統能夠快速響應，高效工作。

三、結語

近年來，我國社會經濟發展迅速，電力市場需求不斷增加，火電廠規模和數量也在迅速增長，做好節能減排工作已成為火電廠工作的主要內容。發電機組作為火電廠運行中的主要設備，其能耗直接決定著火電廠的能耗。通過優化火電機組運行方式，提高機組運行效率，降低能耗，從而提高火電廠經濟效益和市場競爭力。

參考文獻

[1]嚴宏強.大型火電機組優化運行技術的研究[J].華北電力技術，2014（08）.

（作者單位：陜西渭河發電有限公司）