火电机组优化运行的关键技术分析

赵博

摘要：火力发电厂的节能管理对其本身而言非常重要，探究火电机组的优化运行技术，对火电机组的运行经济性尤为重要。本文论述了火电机组优化运行的关键技术。

关键词：火电机组；运行优化；节能

火电厂是主要的一次能源消耗大户，燃料成本约占发电成本的70%～80%，节能降耗是电厂急需解决的关键技术问题。通过对火电机组运行优化技术的研究，利用火电机组运行优化系统，实现火电机组的优化运行和经济负荷分配，节能降耗，降低供电成本，为火力发电厂竞价上网和可持续发展提供了科学依据。火电机组的经济运行是电力企业的主要任务之一，节能管理是火电厂实现安全文明生产标准、创造一流水平的必要条件之一。研究火电机组的优化运行技术，对进一步提高火电机组的运行经济性具有重要意义。

一、火电机组优化运行的技术要点

汽轮机运行过程中有许多的消耗：①转子与定子间滚动会导致泄漏，阻碍级间流动；②汽轮机启动、停机和变负荷引起的热应力、热膨胀和热变形；③操纵人员的机动性和操作程度，决定了汽轮机效率的提高和降低。组装时，影响最大的是气缸内效率与汽轮机的安装。通过检修调整间隔是节约能源的有利方式。

1、气缸安装技术要点。1）定位准确。根据实际情况，选择合理的施工方法对气缸进行定位。同时，要做好监管和调整工作，首先要定位和调节，同时要做好缓解外部应力的工作。具体来说，要做好气缸盖的后续工作，有效防止变形和气缸中心移动。2）质量检验。汽轮机设备及部件安装时，应做好试验隔板与汽缸的连接，以保证连接强度。检查各部件的连接，避免出现裂纹、错位和漏洞，保证安装质量。在安装汽轮机设备和部件的过程中，必须检查隔板与汽缸的连接是否良好，并检查密封块的端部和相应位置之间零件是否完全吻合。3）安装控制。在安装汽轮机时，必须做好监督检查工作，避免超过标准要求的不同部位的裂纹，保证设备的整体气密性，为以后汽轮机的良好运行打下基础。4）装配质量。安装过程中严格控制轴封加热器系统，做好排水系统的流通分析。同时，对中间轴封进行抽气处理，提高汽轮机的安装质量。

2、安装尾部烟道热交换器。由于电厂锅炉尾部烟道的彎曲和变截面，含灰烟气的速度场分布与飞灰颗粒度场分布不一致，导致了烟尘积压、摩擦损伤和换热器换热不平衡的缺点，对电厂的安全运行构成了隐患。因此，探讨锅炉尾部烟道流场的布置特点，寻求一种均流方案迫在眉睫。采用现有的CFD数值模拟方法，建立了直立式锅炉尾部等截面烟道的计算模型，分析了布置特点，探讨了入口烟气速度、飞灰颗粒负荷极限条件、弯折比、截面高度等因素对计算结果的影响；建立了直立转平直等截面弯道烟道的计算模型，分析了两种弯曲和转弯条件下，烟气中飞灰浓度场的扩散特性。在工程实践中，对锅炉尾部两种常见的变截面曲线烟道进行了数值模拟，分析了烟道内含灰烟气的速度场和飞灰数场的分布，寻找易积灰、转炉摩擦损坏和烟道内传热不平衡的区域。通过调整烟道结构和安装导向板，提高了特殊断面弯曲烟道的变截面烟气速度和烟气管道中飞灰场的平均流量。

3、合理使用省煤器。我国许多电站的蒸汽灶排汽温度均高于设定值，比设计值高25～35度。因此，采用降低废气温度的措施来节约燃料，减少污染具有重要的实用价值。目前，我国大多数电站的蒸汽灶排汽温度一般在125～145摄氏度之间，有的甚至可以达到160摄氏度以上。在普通的蒸汽灶排汽程度下，蒸汽灶排汽是一种特别重要的余热来源，可以采用更多的新技术和新设备来降低蒸汽灶的排气温度。烟气热损失的主要原因是排烟度数，根据该原理，烟气热损失随烟气度的增加而增加0.6%～1.0%，相当于煤的附加消耗量为1.2～2.4g/kw·h。在锅炉尾部烟气中安装低温省煤器后，可深度回收烟气余热，增加发电量，吸收热量，降低出口烟气温度，如省煤器热水再循环技术。

二、火电机组运行过程中主要节能技术

1、冷凝设备的节能措施。冷凝设备真空循环的运行是影响能耗的重要因素，一旦在工作过程中出现泄漏，冷凝设备的内部压力就会升高，真空度的降低也会阻碍火电机组的运行效率。由于真空系统本身的特点，结构中需要大量的辅助设备，如管道、阀门、接口等，因此需要保证符合情况的严密性。具体来说，要做好以下三方面的工作：1）尽量少用接头，严格检查阀门的密封情况。阀门宜采用焊接施工，同时，有效控制仪器接触点的完整性，保证设备备用口的良好密封。2）对整个真空系统的运行进行多次检查和维修，确保各部门的良好密封。3）必须保证检漏系统的安装符合标准，并对关键部位进行灌水方式仔细检查。4）确保检漏系统和灌水系统的安装质量，同时，尽可能采用组合安装方式，保证不锈钢管的安装质量。安装前应做好隔板的清理工作，以保证不锈钢管的安装质量。

2、氢冷机组的节能措施。在火电机组运行中，漏氢不仅影响能源利用率，而且对整个运行的安全性有重要影响。因此，为了进一步节约能源，有必要做好漏氢的测定工作。由于氢气泄漏会影响氢气压力的规定值，严重时会引起机组着火或爆炸，具有重大危险性。另外，整个氢气的过度损失将导致氢气生产成本的增加。因此，做好漏氢检测，既要考虑内部检查，也要考虑外部检查。具体步骤如下：1）发电机外盖安装时，应做好试装工作，检查中间段间隙，注意防止端盖与机座接触，严格防止漏氢；2）安装时应保证冷却母管的密封状态，下道工序前应检查冷却母管状况；3）氢气冷却器和出口罩安装时，应及时保证焊接质量；4）燃气管道安装时，应根据实际情况及时紧固螺栓和布置管道；5）尽可能采用肥皂泡刷洗的方法净化燃气情况，并做好整套风压的检查工作；6）尽量采用垂直结构布置，使管道通达。采用高灵敏度平衡阀可以有效提高氢气的干燥程度，从而保证氢气的良好密封。

3、锅炉机组节能措施。1）解决空气预热器漏风问题。空气预热器漏风是锅炉运行中常见的问题，根据具体内容选择适当的措施。同时，在空气预热器的安装过程中，应保证设备的质量，避免出现碰撞和坠落等状况；2）降低锅炉补水率。锅炉机组的供水也是影响节能的重要因素，热力设备和管道的密封是降低锅炉补水率的主要方法。安装时可采取相应措施进行规避。

4、提高燃油管理质量。电厂的燃料管理通常是通过人工计算来完成的，包括燃料采购、燃料验收、燃料结算等。这些链接中涉及的数据和信息都是通过手工工作完成的，工作强度大、复杂，全过程消耗大量人力、物力，提高了电厂的运行效率。引入现代燃料管理信息系统，可以改变传统燃料管理模式的不足，最大限度地减少人力和物力的消耗，优化工作流程，提高工作效率，为电力企业的健康运行奠定基础。

信息管理将流程建模操作和数据结算功能分为两部分。在不影响系统功能的前提下，通过调整计算过程模型对系统功能进行优化。此外，利用信息燃料管理模式下的工作流功能，增强了结算工作的智能处理功能，从人工操作逐步向智能化方向发展。特别是在特殊情况下，信息系统能够快速响应，高效工作。

三、结语

近年来，我国社会经济发展迅速，电力市场需求不断增加，火电厂规模和数量也在迅速增长，做好节能减排工作已成为火电厂工作的主要内容。发电机组作为火电厂运行中的主要设备，其能耗直接决定着火电厂的能耗。通过优化火电机组运行方式，提高机组运行效率，降低能耗，从而提高火电厂经济效益和市场竞争力。

参考文献

[1]严宏强.大型火电机组优化运行技术的研究[J].华北电力技术，2014（08）.

（作者单位：陕西渭河发电有限公司）