火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)分析論文
摘要：火電廠作為我國(guó)電廠的主要組成部分，為社會(huì)發(fā)展提供電能支持，推進(jìn)社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)。但火電廠運(yùn)行中需要消耗大量能源，同時(shí)還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，火電廠實(shí)行節(jié)能減排已成為必然。有鑒于此，文章中以火電廠火電機(jī)組為切入點(diǎn)，分析火電機(jī)組節(jié)能降耗的原理，并給出火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的主要技術(shù)，分析節(jié)能運(yùn)行的方法，以供參考。
關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；節(jié)能降耗；運(yùn)行措施
近些年我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)電能的需求量持續(xù)增加，火電廠的規(guī)模與數(shù)量也在快速增加，做好節(jié)能減排工作已成為火電廠工作的主要內(nèi)容。火電廠運(yùn)行中發(fā)電機(jī)組作為主要設(shè)備，其能耗直接決定火電廠的能耗。通過(guò)優(yōu)化火電機(jī)組運(yùn)行模式，可以提高機(jī)組運(yùn)行效率并降低能耗，增加火電廠經(jīng)濟(jì)效益，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，本研究就此展開論述。
1火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行分析
能源供應(yīng)日趨緊張化的背景下，火電廠更應(yīng)該提高節(jié)能意識(shí)，強(qiáng)化能源管理工作，在保證正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上降低能源消耗，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。如何有效運(yùn)行火電機(jī)組，達(dá)成節(jié)能降耗目的已成為火電廠行業(yè)研究的重要課題。火電廠優(yōu)化運(yùn)行，指的是不增加新投入的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)并改變運(yùn)行方式的方法，提高能源利用率。火電廠的優(yōu)化分成兩類，即單設(shè)備優(yōu)化與全廠優(yōu)化。前者通過(guò)優(yōu)化單機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，后者則對(duì)全廠機(jī)組設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化[1]。火電機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化及節(jié)能研究，有助于降低火電廠運(yùn)行成本。火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行試驗(yàn)內(nèi)容，主要包括：調(diào)整鍋爐、調(diào)整汽輪機(jī)組與輔機(jī)、優(yōu)化熱控系統(tǒng)等。此外，大型火電機(jī)組的熱力系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，很多因素都會(huì)對(duì)機(jī)組性能產(chǎn)生影響，單純的理論研究需要附加較多的假設(shè)條件，還需要進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，難以獲得準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)化的運(yùn)行方案。因此實(shí)際優(yōu)化時(shí)，通過(guò)試驗(yàn)的方法獲得各個(gè)機(jī)組在不同條件的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過(guò)全面分析、綜合計(jì)算，獲得最優(yōu)運(yùn)行方式，給火電廠運(yùn)行提供指導(dǎo)與參考。
2火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)要點(diǎn)
火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)消耗較大，有很多不必要的消耗：轉(zhuǎn)子與靜子滾動(dòng)造成氣體泄漏，對(duì)機(jī)內(nèi)流通產(chǎn)生一定阻礙；汽輪機(jī)出現(xiàn)熱膨脹或變形；操作人員的而技術(shù)水平等。此外，安裝時(shí)汽輪機(jī)也會(huì)對(duì)氣缸內(nèi)效率產(chǎn)生影響。具體而言，火電機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)要點(diǎn)如下。
2.1氣缸安裝技術(shù)要點(diǎn)
（1）準(zhǔn)確定位。具體需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的施工方式對(duì)氣缸進(jìn)行定位，同時(shí)還應(yīng)該做好監(jiān)督調(diào)節(jié)，先定位、調(diào)節(jié)，同時(shí)做好外部應(yīng)力的解除工作。具體還需要做好后續(xù)的氣缸扣蓋工作，有效預(yù)防變形以及氣缸中心的移動(dòng)問(wèn)題。
（2）質(zhì)量檢查。汽輪設(shè)備與零部件安裝時(shí)，做好試驗(yàn)隔板與氣缸間的連接，保證連接強(qiáng)度。并對(duì)各部位連接情況進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)縫隙、錯(cuò)位、漏洞等情況，保證安裝質(zhì)量。在安裝汽輪機(jī)設(shè)備和零部件的過(guò)程中，應(yīng)該重點(diǎn)檢查隔板與氣缸之間的連接是否良好，同時(shí)還應(yīng)該檢查汽封塊端部以及與相應(yīng)位置之間的零件吻合的完整情況。
（3）安裝控制。汽輪機(jī)安裝時(shí)，要做好監(jiān)督與檢查工作，避免不同零部件出現(xiàn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的縫隙，保證設(shè)備整體的氣密性，為后期汽輪機(jī)良好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)[2]。
（4）組裝質(zhì)量。安裝過(guò)程中，對(duì)軸封加熱器系統(tǒng)嚴(yán)格控制，并做好疏水系統(tǒng)流通分析，同時(shí)做好介入軸封抽氣處理，提高汽輪機(jī)安裝質(zhì)量。
2.2安裝尾部煙道換熱器
火電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)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(zhì)量有關(guān)。由于電廠鍋爐尾部煙道本身設(shè)計(jì)的彎曲情況，導(dǎo)致截面存在一定的差異性，在工作過(guò)程中由于含灰煙氣流的速率場(chǎng)與飛灰顆粒程度場(chǎng)的分布情況存在差異，導(dǎo)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(wèn)題，對(duì)電廠的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重隱患。因此需要根據(jù)鍋爐尾部煙道內(nèi)流場(chǎng)的布局特質(zhì)，通過(guò)尋求切實(shí)可行的方案，并利用CFD等數(shù)值模型方案構(gòu)建平直轉(zhuǎn)直的計(jì)算模子。通過(guò)合理配置參數(shù)，在整個(gè)施工過(guò)程中做好結(jié)構(gòu)的改良工作。通過(guò)調(diào)節(jié)煙道構(gòu)造以及加裝導(dǎo)流板的方式，從而提升異形彎道的煙氣速率、飛灰度數(shù)場(chǎng)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(shè)計(jì)值，一般這個(gè)數(shù)值達(dá)到25-35℃。通過(guò)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(dá)到160℃及以上。這些熱源白白浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境污染，可以采取新設(shè)備等方法降低排煙溫度。排煙讀數(shù)是造成排煙熱丟失的主要原因，根據(jù)原理分析，排煙度數(shù)提高11℃，排煙熱損失就提高（0.6-1.0）%，意味著有（1.2-2.4）kg/kWh。鍋爐胃部煙道上增加低溫省煤器，可以最大程度會(huì)后煙氣余熱，提高發(fā)電量、降低排煙溫度等，常見的如省煤器熱水再循環(huán)技術(shù)等，技術(shù)原理如圖1所示。
3火電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中主要節(jié)能技術(shù)
3.1凝汽設(shè)備節(jié)能措施
凝汽設(shè)備中的真空循環(huán)運(yùn)行情況是影響能源消耗的重要因素，一旦在工作過(guò)程中存在漏點(diǎn)，將會(huì)導(dǎo)致凝汽設(shè)備的內(nèi)部壓力增高，同時(shí)真空降低還會(huì)阻礙火力電機(jī)組的運(yùn)行效率。由于真空系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)上需要大量的輔助設(shè)備，比如管道、閥門以及接口，因此需要保證吻合情況的嚴(yán)密性。具體應(yīng)該做好以下三個(gè)方面的工作：
（1）確保盡可能少的使用接頭，并嚴(yán)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(shí)有效控制儀表接觸點(diǎn)接觸情況的'完好性，確保設(shè)備備用口密封性良好；
（2）應(yīng)該多次對(duì)整個(gè)真空系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢修，保證各個(gè)部門的密封性良好；
（3）需要確保灌水檢漏系統(tǒng)的安裝是否達(dá)標(biāo)，同時(shí)對(duì)于重點(diǎn)的部位采用灌水的方式檢查仔細(xì)檢查；
（4）確保與灌水檢漏系統(tǒng)的安裝質(zhì)量，同時(shí)還應(yīng)該盡可能采用組合安裝的方式進(jìn)行安裝，在安裝前應(yīng)該做好隔板的清潔情況，確保不銹鋼管的安裝質(zhì)量[3]。
3.2氫冷機(jī)組節(jié)能措施
在火電機(jī)組運(yùn)行中，漏氫情況不僅影響能源的使用率，還會(huì)對(duì)整個(gè)作業(yè)的安全性造成重要影響，因此為進(jìn)一步做好節(jié)約能源的相關(guān)工作，需要做好漏氫量的測(cè)定工作。由于漏氫情況會(huì)導(dǎo)致氫壓的規(guī)定值受到影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的著火或者爆炸，具有重要的危害。另一方面，由于整個(gè)氫氣的損失過(guò)度將會(huì)導(dǎo)致制備氫氣的成本增加。因此做好漏氫量的檢查工作，應(yīng)該要兼顧內(nèi)部檢查和外部檢查。具體步驟如下：
（1）在對(duì)發(fā)電機(jī)的外裝蓋進(jìn)行安裝時(shí)，要做好試裝工作，具體要檢查好中分面的空隙情況，重點(diǎn)防范端蓋與機(jī)座的接觸情況，嚴(yán)防漏氫情況；
（2）應(yīng)該及時(shí)安裝冷卻母管時(shí)應(yīng)該保證管道的密封情況，在進(jìn)行下一道工序前，應(yīng)該重點(diǎn)檢查冷卻母管的情況；
（3）在安裝氫氣冷卻器與出線罩時(shí)，應(yīng)該及時(shí)保證韓姐質(zhì)量；
（4）安裝氣體管道時(shí)，應(yīng)該保證緊固螺栓，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行布置；
（5）盡量采用刷肥皂泡的方式對(duì)用氣情況進(jìn)行凈化，同時(shí)應(yīng)該做好整套風(fēng)壓的檢查工作；
（6）盡量采用立式結(jié)構(gòu)布局，通過(guò)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(jī)組節(jié)能措施
（1）解決空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問(wèn)題。鍋爐運(yùn)行中空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問(wèn)題較為常見，根據(jù)具體內(nèi)容選擇合適的措施。同時(shí)，空氣預(yù)熱器安裝過(guò)程中要保證各配屬設(shè)備的質(zhì)量，避免碰撞、跌落等情況出現(xiàn)；
（2）降低鍋爐補(bǔ)水率。鍋爐機(jī)組的補(bǔ)水情況也會(huì)是影響節(jié)能情況的重要因素。熱力設(shè)備與管道的密封性是降低鍋爐補(bǔ)水率的主要方法。安裝時(shí)可以采取相應(yīng)措施進(jìn)行規(guī)避。
3.4提高燃料管理質(zhì)量
電廠通常由人工計(jì)算完成燃料管理工作，包括燃料采購(gòu)、燃料驗(yàn)收、燃料結(jié)算等內(nèi)容，這些環(huán)節(jié)中涉及的數(shù)據(jù)信息都由人工完成，工作強(qiáng)度大且復(fù)雜，整個(gè)過(guò)程中需要消耗大量的人力與物力，使得電廠運(yùn)營(yíng)效率提高。引入現(xiàn)代化燃料管理信息系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)燃料管理模式的不足，最大程度降低人力、物力消耗，優(yōu)化工作流程以提高工作效率，奠定電力企業(yè)健康運(yùn)行的基礎(chǔ)。信息化管理將過(guò)程建模操作與數(shù)據(jù)結(jié)算功能兩者分割處理，在對(duì)功能不造成影響的前提下，通過(guò)調(diào)整計(jì)算過(guò)程模型便可優(yōu)化系統(tǒng)功能。另外，運(yùn)用信息化燃料管理模式中的工作流功能，加強(qiáng)結(jié)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(fā)展，特別在遇到特殊情況時(shí)，信息化系統(tǒng)能夠做出快速反應(yīng)、工作效率極高。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，火電機(jī)組的工作效率直接影響能源的消耗情況，通過(guò)及時(shí)采取有效措施做好優(yōu)化工作是節(jié)能減排的重要方式。隨著燃煤機(jī)組數(shù)量與規(guī)模增加，通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行方式是支持我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要措施。火電廠依據(jù)自身情況，選擇合適的節(jié)能降耗方法，在提高燃煤利用率的基礎(chǔ)上增加發(fā)電量，降低能耗，提高電廠效益。
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