火电机组优化运行的关键技术分析与研究

2017-09-17刘力源

科技与创新 2017年18期

关键词：烟道火电气缸

刘力源

（中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东广州510663）

火电机组优化运行的关键技术分析与研究

刘力源

（中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东广州510663）

随着我国经济的高速发展，各种能源的消耗也越来越大，严峻的能源紧缺问题已经严重影响到了我国的经济发展。火力发电厂设备庞大、系统复杂，在能源需求日益紧张的情况下，迫切需要采取措施优化机组的运行方式，实现最大限度的节能降耗。该厂在机组优化运行、节能降耗方面进行了诸多有益尝试，取得了良好的经济效益和社会效益。对该厂机组优化运行、节能提效的方法及效果进行了细致的技术分析。

火电机组；热膨胀；热应力；汽轮机

国家发改委发布的《节能中长期专项规划》提到，应提升火电机组技术含量，做到节约能耗，大力推广火电机组的使用技术，降低能耗和排放，提升经济和环境等各方面的效益。因此，推动火电机组优化更新义不容辞。

1 火电机组优化运行的关键技术

汽轮机在运行中有许多的消耗：①转子与静子之间的滚动会导致气体的泄漏，阻碍级内流通；②汽轮机的发动、停机、变负荷全程导致的热应力、热膨胀、热变形；③机动人员操纵能力、操作程度都会决定汽轮机效率的提升和下降。组装时，影响最大的是气缸内效率与汽轮机的安装。通过检查和维修对间隔进行调节是节能的有利方式，具体如下。

1.1 气缸的定位

选择合适的施工方法对气缸实施定位，对气缸实施监查和调节，先定位、调节、解除外部应力，然后组装抽汽导汽管道，再气缸扣盖，预防缸体变形以及气缸中心产生移动。

1.2 检查维修汽轮机设备和零件

在组装汽轮机设备和零部件的过程中，要加大试验隔板与气缸之间连接力度，检查汽封块端部的结合状况、汽封块、隔板套与隔板槽的组装状况，尤其是检查汽封齿有无漏洞。

1.3 确保静叶和动叶的安装质量

在汽轮机组装的全程中，尤其要监督节制汽轮机动叶与气缸的中间缝隙以及轴封、静叶与转子间的缝隙。

1.4 确保轴封加热器系统的组装质量

严格控制轴封加热器系统与疏水系统的流通，介入轴封抽汽。

2 尾部烟道换热器

电厂锅炉尾部烟道因为吊弯和改变截面而导致烟道内含灰烟气流的速率场与飞灰颗粒程度场分布不一致，引发烟道和换热器的灰尘积压、摩擦损坏以及换热器的换热不平衡等出现不足，对电厂的安全运行埋下了隐患。所以，探究锅炉尾部烟道内流场的布局特质、寻求均流方案是迫在眉睫的。当前的CFD数值模拟方式构建了平直转直立锅炉尾部等截面弯道烟道计算模子，解析了其中的布局特质，并探究了入口烟气速率、飞灰颗粒加载量界限条件以及弯曲比、截面高宽比烟道结构指数对烟道内流通特质的影响；构建了直立转平直等截面弯道烟道的计算模子，并对照解析了2种弯曲转向情势下，烟道内飞灰浓度场的散布特质。在工程现实中，对2种常见的锅炉末尾变截面弯道烟道进行了数值模拟，解析了烟道内的含灰烟气流的速率场和飞灰度数场的散布状况，寻求烟道内易灰尘积压、转换器摩擦损坏、换热不均衡的区域；经过调节烟道构造和加装导流板的方式，提升了异型弯道变截面烟道的烟气速率、飞灰度数场的均流。

3 锅炉燃烧控制

3.1 简介

电厂锅炉的主要控制系统无疑是燃烧控制系统，其中，燃料主控系统、风量主控系统、炉膛压力主控系统等是我们常见的。现今，很多电力发电厂的锅炉燃烧主控系统依然使用PID控制，燃烧主控系统由主要的蒸汽压力节制和燃烧率节制构成串级主控系统。其燃烧率节制是由燃料量节制、送风量节制、引风量节制组成的，每个子主控系统都是通过不一样的方式来确保燃烧的安全性的。

3.2 控制方案

锅炉燃烧自主节制系统的根本目的是让材料燃烧所供给的热度与外部对锅炉输出的蒸汽负担所平衡，还要确保锅炉正常运作。1台汽锅的材料燃烧量、给风量与收风量的控制范围是相辅相成的，能够用3个控制器控制这3个节制变量，但应相互协调，从而正常运行。对于出水温度的状况，要注意其比例，使锅炉处于最佳的燃烧状态。应使炉膛内具有固定的负压，以保持锅炉热效率，这样就不会使炉膛过热向外喷火，也确保了人员的安全和环境卫生。

4 省煤器

中国许多发电处汽锅的排烟温度高于设定值，比设计值高25～35℃。所以，采用排烟温度降低这个措施对于燃料的节省、污染程度的降低有较大的实际价值。当前，中国大部分电站汽锅的排烟温度一般在125～145℃，有的可以达到160℃或更高。在普通的汽锅排烟度数下，汽锅排烟更是一个特别关键的余热源，能使用较多新的技术和设备使汽锅的排烟温度值下降。导致排烟热丢失的主要原因就是排烟度数，按照原理看，排烟度数每提高11℃，排烟热丢失就提高0.6%～1.0%，对应多耗煤1.2～2.4 g/kW·h。加装低温省煤器在锅炉尾部烟道上后，可以使烟气余热深层次的回收，使发电量提高、吸热量和出口烟温降低等，比如省煤器热水再循环技术。省煤器热水再循环技术路线图如图1所示。