浅析电厂集控运行汽轮机运行优化措施

1概述

汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一个能够旋转式发电的蒸汽式动力装置。在运行过程中,极高温度的水蒸气通过高气压控制直接穿过固定喷嘴,形成一道高速气流,喷射到叶片上,促使叶片按照固定方向快速旋转,确保汽轮机的正常运行。汽轮机的出现与使用,极大程度上减少了能源的直接消耗,减轻了国家能源储备压力,但该设备运行仍存在一定基础能耗,只是相对其他发动机能耗较低。

从当前电厂总体发展情况来看,汽轮机装置完善但运行状态差,导致电厂存在安全隐患,生产效率降低。为了减少能源消耗,提升汽轮机运行效率,提出了通过采用优化汽轮机辅机工作方式,完善汽轮机启停操作,改进汽轮机配汽程序的方式,完善汽轮机运行措施,提高发电效率,消除安全隐患,满足当前电厂发展要求,同时为冶金工业、化学工业、船舶运输行业的汽轮机运行优化提供思路。

2电厂集控运行汽轮机运行优化措施

汽轮机组运行效率和运行时的经济性能,通过汽轮机组设计、制造和安装有了一定的改善,但在实际汽轮机组运行时,存在诸多问题使机组运行经济性受到影响。汽轮机组运行时如果各项指标都处于额定范围内,则不会对机组经济运行带来较大影响,一旦各项运行指标都高于额定参数,则会给机组运行带来安全隐患,如回热加热器、散热损失和给水部分旁路漏流等,都无法满足机组正常运行要求。

当前使用的汽轮机具有功率大、效率高、使用寿命长等优点。按照压力和温度不同,将汽轮机类型划分为以下7种,如表1所示。

表1汽轮机的类型与参数

根据汽轮机类型的不同,发现其适用于电厂发电的高温运行环境,并以此为基础,提出优化汽轮机运行的具体措施。

2.1优化汽轮机辅机工作方式

汽轮机辅机工作方式优化中,主要从汽轮机自身结构进行优化。当汽轮机处于运行状态时,会有很多辅机帮助此设备运行,而现使用的部分辅机存在功率大、运行效率不定、能耗多的问题,直接影响汽轮机运行效率,因此需要优化汽轮机辅机工作方式,使其在功率大的情况下降低能耗,提高运行效率,让汽轮机以低消耗、高效率的运行方式工作。针对电厂集控运行汽轮机所用的重要辅机功率大、电耗高等问题,执行下述优化步骤:

改变控制大功率辅机内变频器的控制程序,重新设定电厂内循环泵、凝结水泵以及大功率电动给水泵等设备的运行程序,将这些设备从工频运行模式调整为变频运行模式,以此完善大功率辅机的有效控制。针对能源消耗较大的问题,缓解控制系统母管的运行压力,提升设备运行安全程度的同时提高运行效率。根据电厂紧急运行状态下,对备用辅机设备安全性和可靠性的要求,保留1台备用机,维持在原有的工频运行状态。

2.2完善汽轮机启停操作

在电厂集控运行汽轮机时,通常将汽轮机从工作状态转变为待机状态,再由待机状态恢复到工作状态,这一系列启停操作,会直接影响汽轮机工作效率,缩短使用年限,因此电厂需要在保障汽轮机工作效率及使用寿命的前提下,通过完善启停方式,优化汽轮机的启停操作,实现新技术应用下的设备启停。

系统完善汽轮机的启动过程,需以压力启动原理为基础,结合当前高压缸、中压缸联合启动方式。点火并开启供暖运行后,依照转子装置的运行特点,提高汽轮机结构中暖机的运行速度。需要注意的是,优化后的汽轮机辅机在使用前仍然需要进行巡检,如设备中的循环水量与温度、设备的润滑状态等项目,保证设备工作环境稳定,让汽轮机随时进入待启动阶段。在上述操作步骤中,如果高压阀内存在气体温度过高的情况,则需要对设备进行降温处理,如及时打开高压排气逆止门,增大缸体内气体的通流量等都可以有效地降低设备温度。

为了使汽轮机稳定运行,应严格遵守汽轮机停机操作流程。当汽轮机需要停止运行时,按下暂停按钮,汽轮机将自动降低叶轮旋转速度,直至设备完全停止运行。在此过程中,设备内进气量会逐渐降低,主气阀门会以渐进方式关闭,设备温度持续下降。操作人员根据操作步骤,重新设定集控运行系统中控制单元内的参数值,避免设备在停止运行过程中损耗自身元器件。在此环节可以将锅炉机组余热作为能源供给发电,由此可以看出通过辅助汽轮机组构件降温、减少能源资源消耗,实现更加环保的汽轮机启停操作。

2.3改进汽轮机配汽程序

为应对电厂集控状态下,因汽轮机所受负荷突发变化导致的能量损失过大问题,对汽轮机配汽程序加以改进,通过改进配汽调配方式,优化汽轮机运行能力。原有的复合型配汽方式,在汽轮机启动过程中,其配汽程序由低负载时的单阀门调节方式,逐渐转变为高负载时的顺序阀调节方式。此次改进汽轮机启动过程,将单阀门的配汽调节方式,转换成顺序阀的调节方式,再由此方式转变回单阀门的调节方式,实现对原有调节方式的三段式配汽程序改进。更改后的配汽程序可以在配汽过程中起到更好的负荷优化作用,使汽轮机在低负荷运行过程中,损失能量更低,消耗资源更少,使汽轮机工作效率更高。但在改进调节阀时,必须准确校对调节级大小,确保汽轮机正常配汽运转。改进配汽程序后的汽轮机,通过三段式配汽调配方式,可以更有效地分担负荷,展现比复合型配汽更好的流通能力,更加圆滑地改变负荷运行方式,降低系统转变时的压力和负担,提升配汽系统瞬时转换能力,进而实现滑压运行曲线的优化,有效降低能量损失。

3结语

在社会飞速发展的当下,人们对能源资源的需求量也逐渐增大,电力行业只有不断优化技术、改进设备,才能在节约能源的同时提高电厂自身的发电能力和发电效率。此次研究通过浅析汽轮机各项功能、结构,实现对汽轮机的总体运行优化,使汽轮机在高效运行的同时,降低能源消耗量,提高电厂供电安全性。