提高火电厂燃气轮机组性能技术研究

王哮江

摘要： 本文研究的目的是为了论证在现有经济体制及电力行业蓬勃发展的当下，提高火电厂机组性能的重要性，并通过对当前火电厂发展现状和燃气轮机组优化情况的详细论述，明确相关的技术内容和性能特点。帮助火力发电企业提升工作质量，保障工作效率，为其未来健康平稳发展奠定良好的基础。

Abstract： The purpose of this paper is to demonstrate the importance of improving the performance of existing economy and power industry， and clarify the relevant technical content and performance characteristics through the development situation of thermal power plant and the optimization of gas turbine group. Help thermal power generationenterprises to improve the quality of work， ensure work efficiency， and lay a good foundation for their healthy and stable future development.

关键词： 火电厂;燃气轮机组;性能技术

Key words： thermal power plant;gas turbine set;performance technology

中图分类号：TM621.3                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）19-0049-02

0  引言

自改革开放以来，我国经济发展迅速，火力发电行业获得众多机遇，现已成为我国经济体系中不可或缺的支柱产业。但在发展的同时，也带来了诸多挑战，随着可持续发展理念的不断深化，我国越来越注重环境保护问题，火力发电自开设以来，便拥有着高污染、高能耗的特点，所以针对火力发电企业技术优化是必然的。其中燃气轮机组作为发电企业动力核心，其性能的优化更是其中的主要方向。因此各电力企业一直把技术指标的优化控制放在企业技术管理的核心位置，以便于更好的服务社会，创造更多价值。

1  火电厂发展现状

火力发电企业发展过程中一直被冠以高投入、高消耗、高排放、低效率的标签。时刻面临着设备运转问题、电价和煤价变化、设备性能情況及超负荷运转情况等诸多方面的问题，其中主要矛盾便是生产性能和技术[1]。燃煤电厂便是利用硬件设施来完成能量转换的，生产过程是一项复杂的系统工程，因为这样的特点使得发电企业成为技术手段繁琐复杂的产业，各种设备都具有其独特的性能，经过有效的衔接组合工作后，才实现了当前目标，既能够相互联系，也能够相互影响，形成了现有的整体性能，同时具备了安全可靠的特点，对企业经济效益起到极高的提升效果。从1980年左右便开始对燃气机组进行了性能改造，为企业解决了很多现实问题，积累了诸多经验，并逐步形成了一套完善的集成工作体系。该技术运用了多种能源系统的分析过程中的各种问题，以及相互之间的必要联系，抓住问题所产生的源头矛盾，对各种燃气机组进行性能诊断和设计提升，从不同方面对其配置安装工艺和运行方式进行全面优化，针对性的作出改进方案，进而全面提高燃气机组的整体性能，使得火力发电企业获得更高的效益。

2  优化情况

2.1 优化路线

首先便是以丰富的理论知识作为基础，通过实践所得的数据作为理论依据，对燃气轮机进行全面优化，综合治理提升整体性能。大方向的改造方案，要让工作人员明确燃气轮机优化改造的必要性，然后对设计方案的可行性，安全性，经济性等各方面进行全面的验证，最后予以实施并仔细实现过程监管，对工作完美落实，严格按照工艺流程对新技术进行改革优化[2]。

2.2 实施方法

提高燃气轮机整体性能，是要利用整个电力企业生产环节中的各项技术优势予以联动工作，进行智能化的技术诊断，并将存在的问题进行针对性解决。在实际工作过程中，将设备制造、安装、检修和运维等各方面的工作相互联系，明确工作职能之间的矛盾，针对性的解决将负面影响降至最低。同时采取生产环节、理论学习和科研进行三位一体的工作形式，通过方案制定可行性研究和监管实施等手段来进行优化工作，充分了解新式设备的理念和性能原理，从结构上保障设备安全性提升工作效率，发挥本身职能，降低能源损耗，提升容量，确保效益最大化。

3  燃气轮机技术内容

3.1 理论基础

燃气轮机首先会由压缩机将天然气进行压缩，然后送入燃烧室和喷入的燃料消耗和进行燃烧反应，进而生成温高的燃气，并随即流入涡轮中做功，推动叶轮旋转，进而转化为其他高位能。加热后燃气的功能力会大幅提升，并且在燃气涡轮带动压缩机的同时，还会出现机械功。燃气机轮从静止到运转，需要电机设备来带动，待其可以完成独立运行后才会脱离燃气机轮整体的工作流程非常简单，并且可以和其他种类的热机相结合，成为复合循环装置，详细的数据联系见公式（1）。

3.2 试行方案

实现当前综合技术的改良，会涉及到诸多技术内容，其中较为重要的包括燃气机组性能诊断，燃气机组性能改进安全效率提升，热力系统设备优化，检修工艺优化，运维工艺优化等等。

4  提高燃气轮机性能的特点

4.1 综合性  因为我国电力生产需要依靠多种复杂的技术手段，方能实施，所以其技术本身便是一项杂糅多种技术手段的措施。所以在优化过程中，从不同方面入手系统的分析问题所在，并利用各自的计算模式和分析体系进行问题诊断，针对性的制定可行措施，要集思广益，优化当前改良方案，以便于做到充分使用能源开发设备性能保护周边环境，降低能源损耗，提升企业效益的作用[4]。

4.2 工作效率提升  燃气轮机技术是有着丰富的理论知识支撑的技术手段，根据设计的内容和实际情况，运用各方面资源，针对其安全性和实用性进行全面优化，可以大幅提升其工作效率。

4.3 密封装置改造  燃气机轮的密封性是非常重要的一项指标，如果密封性不足，则会导致高温燃气进入动静叶之间的腔室内造成金属实效，危及设备安全和工作人员安全。优化密封结构后，会建立完善的喷气孔装置，从静叶平台的下游和冷气通道相互连通时，冷却气体在通道出口处形成气幕。避免高温燃气倒流到设备内部，以此来保障设备的稳定运行。根据其结构的特点和实际运行情况，设计过程中可以适当减少平台的宽度和高度，保障设备不悬空，也可以增加喷气孔的数量，进而提升密封性。当燃气轮机的结构特点和转动部分被密封处表面的结构一经确定，影响密封效果的因素也就明确了。针对性的对其进行改良，可以确定现役燃气轮机组的结构，并优化安装工艺。

4.4 细化结构  现有结构是通过不同形状的零部件的来形成严丝合缝的结构，通过实验表明，如果不能对燃气轮机组进行结构置换，只对结构进行细化，其效果和原有的相比并不会提升很多。根据当前燃气轮机结构和设计理念的特点，从内部进行全面检查，对摩擦痕迹进行分析，判断出现稳定性不足的原因。根据其结构的特点和实际运行情况，设计过程中可以适当减少零件的宽度和高度设计，保障设备不悬空，也可以增加零件的数量，进而提升稳定性。当燃气轮机的结构特点和转动部分被密封处表面的结构一经确定，影响运行效果的因素也就明确了。针对性的对其进行改良，可以确定现役燃气轮机组的结构，并优化安装工艺。

4.5 优化技术和理念  随着燃气机组负荷的不断下降，能源损耗不断提升，当其外部设备都处于负荷状态时，热能消耗相对会出现增加，随着负荷情况的不断下降，中低压缸的效率变化向正向发展，只有高压缸的效率会出现下降问题，这也会对燃气机组的工作效率造成影响。据不完全统计，高压缸效率每变化一个百分点，其热能便会降低十六千焦左右，低负荷运行时高压缸效率下降十个百分点，热能损耗也会损失7%。详细的压力缸参数见表1。

4.6 性能诊断技术  燃气轮机组性能试验不仅局限于热力性能方面，更是對安全性，成本，功率等全方面的多维诊断，这种技术通常会把所得的数据归为三类，分别是安全性数据、热力性能数据和逻辑判断数据。针对当前燃气轮机组热能实验的结果会发现，当前数据的修正量过大，有的甚至达到五百千焦以上。通过不同设计理念和温度的环境影响下进行燃气轮机组性能诊断实验时，要按照实际情况进行参数调整，全面概括所有问题，要利用逻辑推理来验证实验结果，然后再将猜想代入到公式中，予以精准的数据修正和逻辑判断，最终形成准确的检验结果。该诊断工作的核心是无论燃气轮机组在任何条件下，实验都可以避免客观因素的过多影响，同时，能够实现效益最大化。

4.7 提升安全性  安全性检测技术要从设备故障原因，事故隐患位置和事故针对处理三方面进行。即使预处理，避免故障严重化，减少不必要的成本损失，为电力企业解决生产问题，并总结相关的处理方法和诊断现象，为后续工作提供参考性意见。例如我判断内部是否存在故障，不可以单纯的凭借机组是落存在振动作为依据，单一的思考方法只会使得判断不准确，导致故障扩大，损失严重。要时刻明确组内部故障，通常会表现为无振动，无明显变化。

5  结论

通过对文章的分析和研究得知，在经济体制不断改革的当下，科学的提升火电厂燃气轮机组的性能技术是必要的，同时也是保障工作效率的需要。基于此，本文对火电厂的发展现状，发展历史和优化情况进行详细论述，明确相关的技术内容和的性能特点。旨在帮助火力发电企业明确管理难点和优化方向，为未来行业发展和社会进步保驾护航。

参考文献：

[1]高登攀，牛志军，程代京，等.提高火电厂汽轮机组性能技术研究与应用[J].中国电力，2014（11）：20-25.

[2]高登攀，牛志军，程代京，等.提高火电厂汽轮机组性能技术研究与应用%Research and Applications on the Technical Enhancement of Turbine Performance in Thermal Power Plant[J].中国电力，2014，047（011）：20-25，39.

[3]张鹏.火电厂汽轮机组节能措施研究与应用[J].百科论坛电子杂志，2019（006）：435.

[4]王帅.关于节能降耗技术在火电厂汽轮机组中的应用研究[J].华东科技（综合），2019（005）：1.