淺析電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施

1概述

汽輪機(jī)也稱蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī),是一個(gè)能夠旋轉(zhuǎn)式發(fā)電的蒸汽式動(dòng)力裝置。在運(yùn)行過程中,極高溫度的水蒸氣通過高氣壓控制直接穿過固定噴嘴,形成一道高速氣流,噴射到葉片上,促使葉片按照固定方向快速旋轉(zhuǎn),確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。汽輪機(jī)的出現(xiàn)與使用,極大程度上減少了能源的直接消耗,減輕了國家能源儲(chǔ)備壓力,但該設(shè)備運(yùn)行仍存在一定基礎(chǔ)能耗,只是相對(duì)其他發(fā)動(dòng)機(jī)能耗較低。

從當(dāng)前電廠總體發(fā)展情況來看,汽輪機(jī)裝置完善但運(yùn)行狀態(tài)差,導(dǎo)致電廠存在安全隱患,生產(chǎn)效率降低。為了減少能源消耗,提升汽輪機(jī)運(yùn)行效率,提出了通過采用優(yōu)化汽輪機(jī)輔機(jī)工作方式,完善汽輪機(jī)啟停操作,改進(jìn)汽輪機(jī)配汽程序的方式,完善汽輪機(jī)運(yùn)行措施,提高發(fā)電效率,消除安全隱患,滿足當(dāng)前電廠發(fā)展要求,同時(shí)為冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、船舶運(yùn)輸行業(yè)的汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化提供思路。

2電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施

汽輪機(jī)組運(yùn)行效率和運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)性能,通過汽輪機(jī)組設(shè)計(jì)、制造和安裝有了一定的改善,但在實(shí)際汽輪機(jī)組運(yùn)行時(shí),存在諸多問題使機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性受到影響。汽輪機(jī)組運(yùn)行時(shí)如果各項(xiàng)指標(biāo)都處于額定范圍內(nèi),則不會(huì)對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來較大影響,一旦各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)都高于額定參數(shù),則會(huì)給機(jī)組運(yùn)行帶來安全隱患,如回?zé)峒訜崞?、散熱損失和給水部分旁路漏流等,都無法滿足機(jī)組正常運(yùn)行要求。

當(dāng)前使用的汽輪機(jī)具有功率大、效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。按照壓力和溫度不同,將汽輪機(jī)類型劃分為以下7種,如表1所示。

表1汽輪機(jī)的類型與參數(shù)

根據(jù)汽輪機(jī)類型的不同,發(fā)現(xiàn)其適用于電廠發(fā)電的高溫運(yùn)行環(huán)境,并以此為基礎(chǔ),提出優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行的具體措施。

2.1優(yōu)化汽輪機(jī)輔機(jī)工作方式

汽輪機(jī)輔機(jī)工作方式優(yōu)化中,主要從汽輪機(jī)自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)汽輪機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),會(huì)有很多輔機(jī)幫助此設(shè)備運(yùn)行,而現(xiàn)使用的部分輔機(jī)存在功率大、運(yùn)行效率不定、能耗多的問題,直接影響汽輪機(jī)運(yùn)行效率,因此需要優(yōu)化汽輪機(jī)輔機(jī)工作方式,使其在功率大的情況下降低能耗,提高運(yùn)行效率,讓汽輪機(jī)以低消耗、高效率的運(yùn)行方式工作。針對(duì)電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)所用的重要輔機(jī)功率大、電耗高等問題,執(zhí)行下述優(yōu)化步驟:

改變控制大功率輔機(jī)內(nèi)變頻器的控制程序,重新設(shè)定電廠內(nèi)循環(huán)泵、凝結(jié)水泵以及大功率電動(dòng)給水泵等設(shè)備的運(yùn)行程序,將這些設(shè)備從工頻運(yùn)行模式調(diào)整為變頻運(yùn)行模式,以此完善大功率輔機(jī)的有效控制。針對(duì)能源消耗較大的問題,緩解控制系統(tǒng)母管的運(yùn)行壓力,提升設(shè)備運(yùn)行安全程度的同時(shí)提高運(yùn)行效率。根據(jù)電廠緊急運(yùn)行狀態(tài)下,對(duì)備用輔機(jī)設(shè)備安全性和可靠性的要求,保留1臺(tái)備用機(jī),維持在原有的工頻運(yùn)行狀態(tài)。

2.2完善汽輪機(jī)啟停操作

在電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)時(shí),通常將汽輪機(jī)從工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇龣C(jī)狀態(tài),再由待機(jī)狀態(tài)恢復(fù)到工作狀態(tài),這一系列啟停操作,會(huì)直接影響汽輪機(jī)工作效率,縮短使用年限,因此電廠需要在保障汽輪機(jī)工作效率及使用壽命的前提下,通過完善啟停方式,優(yōu)化汽輪機(jī)的啟停操作,實(shí)現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用下的設(shè)備啟停。

系統(tǒng)完善汽輪機(jī)的啟動(dòng)過程,需以壓力啟動(dòng)原理為基礎(chǔ),結(jié)合當(dāng)前高壓缸、中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式。點(diǎn)火并開啟供暖運(yùn)行后,依照轉(zhuǎn)子裝置的運(yùn)行特點(diǎn),提高汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)中暖機(jī)的運(yùn)行速度。需要注意的是,優(yōu)化后的汽輪機(jī)輔機(jī)在使用前仍然需要進(jìn)行巡檢,如設(shè)備中的循環(huán)水量與溫度、設(shè)備的潤滑狀態(tài)等項(xiàng)目,保證設(shè)備工作環(huán)境穩(wěn)定,讓汽輪機(jī)隨時(shí)進(jìn)入待啟動(dòng)階段。在上述操作步驟中,如果高壓閥內(nèi)存在氣體溫度過高的情況,則需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行降溫處理,如及時(shí)打開高壓排氣逆止門,增大缸體內(nèi)氣體的通流量等都可以有效地降低設(shè)備溫度。

為了使汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,應(yīng)嚴(yán)格遵守汽輪機(jī)停機(jī)操作流程。當(dāng)汽輪機(jī)需要停止運(yùn)行時(shí),按下暫停按鈕,汽輪機(jī)將自動(dòng)降低葉輪旋轉(zhuǎn)速度,直至設(shè)備完全停止運(yùn)行。在此過程中,設(shè)備內(nèi)進(jìn)氣量會(huì)逐漸降低,主氣閥門會(huì)以漸進(jìn)方式關(guān)閉,設(shè)備溫度持續(xù)下降。操作人員根據(jù)操作步驟,重新設(shè)定集控運(yùn)行系統(tǒng)中控制單元內(nèi)的參數(shù)值,避免設(shè)備在停止運(yùn)行過程中損耗自身元器件。在此環(huán)節(jié)可以將鍋爐機(jī)組余熱作為能源供給發(fā)電,由此可以看出通過輔助汽輪機(jī)組構(gòu)件降溫、減少能源資源消耗,實(shí)現(xiàn)更加環(huán)保的汽輪機(jī)啟停操作。

2.3改進(jìn)汽輪機(jī)配汽程序

為應(yīng)對(duì)電廠集控狀態(tài)下,因汽輪機(jī)所受負(fù)荷突發(fā)變化導(dǎo)致的能量損失過大問題,對(duì)汽輪機(jī)配汽程序加以改進(jìn),通過改進(jìn)配汽調(diào)配方式,優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行能力。原有的復(fù)合型配汽方式,在汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中,其配汽程序由低負(fù)載時(shí)的單閥門調(diào)節(jié)方式,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦哓?fù)載時(shí)的順序閥調(diào)節(jié)方式。此次改進(jìn)汽輪機(jī)啟動(dòng)過程,將單閥門的配汽調(diào)節(jié)方式,轉(zhuǎn)換成順序閥的調(diào)節(jié)方式,再由此方式轉(zhuǎn)變回單閥門的調(diào)節(jié)方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)原有調(diào)節(jié)方式的三段式配汽程序改進(jìn)。更改后的配汽程序可以在配汽過程中起到更好的負(fù)荷優(yōu)化作用,使汽輪機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行過程中,損失能量更低,消耗資源更少,使汽輪機(jī)工作效率更高。但在改進(jìn)調(diào)節(jié)閥時(shí),必須準(zhǔn)確校對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)大小,確保汽輪機(jī)正常配汽運(yùn)轉(zhuǎn)。改進(jìn)配汽程序后的汽輪機(jī),通過三段式配汽調(diào)配方式,可以更有效地分擔(dān)負(fù)荷,展現(xiàn)比復(fù)合型配汽更好的流通能力,更加圓滑地改變負(fù)荷運(yùn)行方式,降低系統(tǒng)轉(zhuǎn)變時(shí)的壓力和負(fù)擔(dān),提升配汽系統(tǒng)瞬時(shí)轉(zhuǎn)換能力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滑壓運(yùn)行曲線的優(yōu)化,有效降低能量損失。

3結(jié)語

在社會(huì)飛速發(fā)展的當(dāng)下,人們對(duì)能源資源的需求量也逐漸增大,電力行業(yè)只有不斷優(yōu)化技術(shù)、改進(jìn)設(shè)備,才能在節(jié)約能源的同時(shí)提高電廠自身的發(fā)電能力和發(fā)電效率。此次研究通過淺析汽輪機(jī)各項(xiàng)功能、結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)的總體運(yùn)行優(yōu)化,使汽輪機(jī)在高效運(yùn)行的同時(shí),降低能源消耗量,提高電廠供電安全性。