火電廠汽機熱力系統運行優化探析

四川廣安發電有限責任公司 四川 廣安 638000

1 引言

在新時期的背景下，隨著現代化社會建設的不斷推進，我國社會生產與生活水平有了顯著的提升，人們對于生活質量的要求越來越高，在這其中，供電和用電的質量是非常重要的一個方面。我國的電力產業是市場經濟建設的一大支柱，同時，電力能源也是保證社會能夠正常運作的主要動力，因此，為了兼顧電力事業的經濟效益和社會效益，電力企業必須對電力系統的優化提起足夠的重視。當前電能供應的質量與社會的各行各業的發展都有著十分緊密聯系，為了滿足不同行業的用電需求，火電廠企業要結合生產實際，對汽機的熱力系統進行多元化的改造與升級，以實現供電的差異化。本文主要對火電廠汽機組熱力系統運行過程中的一些常見故障和問題進行了分析，并根據實際問題，有針對性提出了相應的優化措施。

2 火電廠汽機熱力系統常見故障分析

2.1 汽機熱力循環故障 對于汽機組的熱力循環系統來說，運行的性能會受到蒸汽的初溫與初壓的影響。大多數情況下，為了促進汽機蒸汽的動力循環，同時提升吸熱溫度的平均值，采取的都是提高蒸汽初溫與初壓的方法，將熱量循環的效率維持在較高的水平。如果蒸汽的初溫與初壓的相關參數已經確定了，為了降低汽機在實際排汽過程中的壓力，就需要設法降低熱量循環過程中的平均溫度，盡管這種操作能夠提升汽機熱循環利用的效率，但是也會造成濕氣損失的增大，將蒸汽的初壓升高同時降低排汽的壓力，會使得汽輪機末級的濕度不斷的增大，進而排汽管道的濕度也會相應的增大，加速了葉片的損耗，久而久之會對汽機組的安全運行產生十分不利的影響。在對水蒸氣進行排出的階段，疏水閥門也可能出現內漏的問題，增加了額外的熱量消耗。導致疏水閥門內漏問題的原因有很多，包括了疏水閥門兩面壓力差過大，汽機組在開啟或停止階段產生的蒸汽沖刷。

2.2 汽機管道轉軸斷裂 在汽機運行過程當中，經常會出現排汽管道轉軸斷裂的情況，斷裂的部位主要是葉狀轉輪鍵槽位置，斷裂后，該部位分為分裂為兩段。斷裂軸鍵的直徑，鍵槽上方位置的寬度，長度和裂縫的深度都不符合驅動型斷裂的特征。因此，為了保證斷裂原因分析的合理性，首先需要對端口的形狀進行觀察，并以此為基礎進行判斷。對斷裂后的汽機轉軸表面進行分析，如果不屬于驅動型的斷裂，那么斷面不會產生塑性變形，斷裂的產生是突發的，斷面與轉軸成垂直角度，這些特點表明了斷裂屬于脆性。對于脆性斷裂的表面，在進行分析的過程中可以將其分為三個部分，分別是導致轉軸斷面的疲勞源頭區域，轉軸疲勞產生裂紋的延伸和擴展區域以及最終導致斷裂的區域。

2.3 汽機轉子熱變形 在汽輪機組運行的過程當中，轉子會產生較大的熱量，隨著溫度的變化轉子會產生應力而形變，此外汽輪機組的氣缸經常會出現進水和進氣的情況，汽缸之間由于相互作用存在著摩擦，發電機轉子的冷卻過程沒有統一，存在溫度差，極易使轉子出現熱變形。轉子在運行的過程中出現變形，那么勢必會使轉輪機組產生振動異常。如果轉子的熱變形程度較低，那么還有恢復的可能，不至于對整個發電機組造成過大的危害，但是如果轉子的質量偏心程度過多，那么很可能會造成不可挽回的損失，會對準軸產生永久性的危害，降低熱力系統的運行效率。

3 火電廠汽機熱力系統運行優化方案

3.1 汽機熱力系統能效優化 對于汽機熱力系統的優化來說，最有效的方式是對汽機組的能量效率進行提升。汽機組疏水管和汽封間距的處理是熱力系統能耗優化的前提，在實際操作的過程中，要考慮不同設備特性的差異，遵循運行的基本原理，以此為基礎對能效系統進行改進。對于火電廠汽機的構成來說，其結構較為復雜，同時置于了多個高壓的導氣管道內部。一般來說，一些比較老的導氣管道內部排布了輸水管道，作用是排除汽機的熱力系統在運行的過程中所產生的冷凝水。但是隨著設備的更新換代，目前發電廠高壓的導氣管道之間的間隙比較小，導氣的能力也大幅提升，能夠確保汽機設備的水蒸氣能夠及時排出，因此不會產生冷凝水，這也就意味著疏水管失去了存在的意義，因此在優化熱力系統的過程中，可以將大量疏水管進行清除，從而減少不必要的設備能耗。此外，在將疏水管道清除后，還能夠有效減小汽機組和汽封之間的間隙，這樣可以有效降低熱蒸汽的能量損失，減少熱量損耗的比例，提高能源的利用率。但是在對疏水管道進行清除時，需要注意要保證疏水閥能夠正常的工作，當汽機內部產生了水蒸氣時，可以利用疏水閥進行及時的排出，避免影響汽機組的正常運作。

3.2 汽機轉子熱彎曲處理 對于汽機熱力系統轉子熱彎曲的現象來說，為了有效地改善這個問題，必須對轉子進行及時的更換，以減少轉子熱變形而產生的振動，只要減少轉子由于溫度變化產生的應力，就可以盡量減少汽輪機出現異常振動的概率。此外，還需要做好定期檢查和清理的工作，相關的負責人員一定要對中心孔內的油進行細致的處理，盡量避免油滲入到中心孔之中，還要保證排氣系統能夠正常運作，避免汽輪機與冷空氣產生摩擦。在對汽輪機排氣孔和轉子的中心孔進行清潔時，經常會遇到油堵塞孔洞的情況，在這種情況下就無法直接進行清潔工作了，工作人員需要從轉子的前面進入中心孔當中，對油漬進行清理。在平時的汽輪機組的維修和保養過程當中，就要對機組中各個零件的運行狀況提起重視，通過零件之間摩擦的聲音進行判斷，如果有異樣，那么必須及時地修正，對于磨損比較嚴重的部件要及時更換，保證熱力系統和各個環節都能夠正常運作。

3.3 做好汽機組保養與維護工作 根據汽機熱力系統排汽管道轉軸斷裂的具體原因，需要由針對性地制定相應的斷軸預防及設備保養措施，以提高熱力系統的運行效率。斷軸防護和保養方案的主要內容包括四個方面，分別是原材料管理，維護管理，加強巡查力度以及加強質量檢測。在進行原材料采購的過程中，要進行嚴格把關，避免出現以次充好的情況。要配備有專業的材料管理人員對材料的使用和調度進行監督，對材料的型號，屬性等進行詳細地記錄，做好相關的責任劃分的工作，確保在出現問題時，及時地進行責任的追究。在對原材料進行加工前，還要進行入庫和檢驗工作。為了盡量減少原材料應用的工藝問題，必須要提高加工的標準，同時保證驗收工作的合理性，避免出現汽機管道轉軸金屬元素分布不均勻或存在非金屬雜質的情況，追求精益化管理，只有以此為基礎，才能夠有效降低故障的發生率，提供更好的供電服務。

3.4 汽機組管理機制創新 為了提高汽機熱力系統的控制效果，有必要應用綜合控制系統，使得集控運行技術的控制范圍擴展到整個熱力系統的管理層面。在這系統中，借助網絡化模塊進行汽機監控傳感器之間的通信，可以高效的傳輸生產中的各項數據和信息，充分發揮出汽機智能化控制的優勢。要提高汽機熱力系統的維護水平，對火電廠汽機組運行的各個環節進行有效的監督管理，對于已知系統缺陷要進行進行及時的改善和調整，充分考慮到外界因素的影響，進行實時監控，確保汽機組能夠保持正常的運行狀態。火電廠中應用的集控系統通常是以微處理器為基礎的，配備相應的軟件以及硬件系統，這種系統的優勢在于具有大量的儲存空間，時效性強以及安全性高等方面，相關的操作人員可以通過軟件組的作用來進行控制以及管理汽機的熱力保護系統。汽機的熱力保護系統能夠給機組正常運行提供有力的支持，同時也能夠提高汽機熱力系統維護工程中操作的安全性，技術人員在對汽機熱力系統檢修的過程中如果發現危險點，一定要第一時間進行安全停機處理，防止主機組受到損壞。

4 結束語

在對汽機的熱力系統進行改造的過程中，要不斷地總結相關的經驗，加強熱力系統優化策略的研究與分析，進一步提高火電廠汽機熱力系統的應用價值。為了貫徹國家節能減排的綠色發展理念，火力發電廠企業還必須設法提高熱力能源的利用率，因此需要對汽機的熱力參數和熱經濟性進行綜合考量，保障汽機熱力系統的運行效率，系統能耗，供電質量等方面的協調與統一。