摘要：目前部分电厂汽机热力系统的热能利用率较低，直接严重影响整个电厂机组效率。为了提高电厂汽机效率，本文重点研究了电厂汽机热力系统的运行优化问题，从而有效提升了电厂汽机的工作效率，为汽机热力系统运行优化问题的进一步研究提供了参考依据。
关键词：电厂汽机；热力系统；运行；优化；分析
1导言
伴随着我国科学技术的发展，发电对于我们的日常生活也越来越重要。而作为组成发电厂的三大部分之一的汽机，它的运行好坏在很大程度上直接影响着整个发电机能否顺利运行，所以为了能够保证发电机厂的工作效益，我们对于汽机必须给予足够的重视。因此对于汽机的组成部分也必须要进行及时的维修和维护，这有这样才能够保证汽机的正常运行，以及发电厂的正常工作。
2电厂汽机安全运行的意义
对于电厂来说，汽机是非常重要的运行系统，能保障电厂正常运行以实现综合效益。主要是因为电厂使用了大量的化学燃料，其生产成本比较高，一旦电厂汽机的运行效率受到了影响，会加大汽机的能耗，并会增加生产成本。因此，保障电厂汽机安全运行有利于降低能耗和污染物的排放量，实现电厂的经济效益和生态效益。同时，电厂汽机的投入成本比较高、更新周期长，而随着科学技术的发展，汽机系统中需要不断加入先进的技术和设备，使得内部结构越来越复杂。在运行中经常会出现一些问题，威胁了电厂运行的安全性，给电厂带来了严重的损失。由此可知，保障电厂汽机安全运行，有利于实现其经济效益、社会效益、生态效益等，确保电厂安全稳定的发展。
3汽机热力系统运行优化问题概述
3.1汽机热力系统运行经济性分析
影响汽机热力系统运行的经济性因素，按照其遵循的能量守恒定律和朗肯循环原理，主要分为理想循环效率影响因素、能导致能量损失的因素、装置效率影响因素三类。一是直接决定热力系统循环效率的因素包括主汽温度、再热温度以及主汽压力和冷凝水过冷度等；二是极易造成热力系统的能量损失的因素包括热力系统泄漏、锅炉排污等；三是系统装置的运行效率的直接影响因素是汽缸效率。如按照性质进行划分，分为可控因素和不可控因素两种。主汽温度、主汽压力、再热温度和高压汽缸效率这四种属于可控因素，其余的均属于不可控因素，而热力系统的运行优化主要研究的是可控因素范畴。
3.2汽机热力系统优化方法
进行汽机热力系统优化的前提是确定好计算系统热力的方法，其中应用最广泛的方法为等效热降法，热工理论广泛应用于汽机热力系统的经济性诊断中。该方法具有简便、快捷的优势，在进行热力系统节能潜力分析和节能改造时，首先计算各级回热抽汽的抽汽效率和抽汽等效热降；其次计算新蒸汽的等效热降。不仅实现了整体热力系统的计算，同时也可以对热力系统进行局部定量分析。
4电厂热力系统
4.1蒸汽中间再热系统
将蒸汽从汽轮机的中间级引出，到锅炉再热器中重新加热，然后送回汽轮机的下一级继续作功的系统。其目的是在提高初压力的情况下，使汽轮机尾部蒸汽的湿度不致过大，保证汽轮机长期安全工作。根据压力提高的程度，可装设一次或二次中间再热系统。近代火电厂为提高热经济性，锅炉汽轮机组多为超高压（～13兆帕）以上压力，故多采用蒸汽中间再热系统。
4.2蒸发器系统
采用蒸发器以生产电厂锅炉补给水的系统。高压汽包锅炉和直流锅炉要求高度纯净的补给水，以往，一般采用蒸发器的蒸馏水。即用汽轮机的中间抽汽加热软化水并使之蒸发，生成的二次蒸汽在回热系统中冷却凝结成水作为补给水。因为此系统增加热力系统的复杂性和设备投资，降低热经济性，现已逐渐被化学水处理技术所取代。
4.3旁路系统
使锅炉产生的蒸汽全部或部分绕过汽轮机或过热器，经减温减压后直接排入凝汽器或大气的系统。其功能是在机组启、停及发生事故时，协调锅炉产汽量和汽机用汽量的不均衡，保护汽轮机和再热器，改进机组启动和负载特性，它具有启动调节、安全保护和回收工质的三重作用。旁路系统通常有过热器旁路、汽轮机旁路和三用阀旁路等类型。
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4.4疏水系统
用于排除蒸汽设备及管道中的凝结水和水容器的溢流水的系统。它可保证各该设备的正常工况和减少热力系统中的工质损失。有起动疏水和经常疏水两种。
5汽机热力系统的运行优化
5.1各系统能效优化
5.1.1机组能效的优化
通过对设备疏水管进行缩减和对汽封间隙和阻汽间隙进行优化改进，从而对汽机热力系统机组的能效进行优化。一是有一定数量的疏水管存在于汽机的多个高压导汽管之间，但由于系统高压导汽管间距较小，所以其内部聚集大量蒸汽的可能性极小，且可通过高压缸调节级后面的疏水阀排出少量蒸汽。故可去掉这些疏水管，以减少蒸汽的损失；二是部分机组设备的气封间隙为2.5毫米，以此来防止机组设备发生动静摩擦。实际上，可将气封间隙缩小1.2毫米，非但不影响机组的正常运行，还可使机组的工作效率提高。
5.1.2疏水系统能效优化。
一是机组有较多的疏水阀阀门，且频繁出现阀门内漏问题，从而导致系统热能损失。实际上，汽机机组阀门内漏量较多，外漏量较少，给系统的经济性造成较大影响的是高温高压管道上的疏水阀门的泄漏。阀门前后差压大、工作条件恶劣和机组启停时的蒸汽冲刷是导致系统部门疏水阀门泄漏的主要原因，同时不同原因造成的内漏程度不同，对系统造成的影响程度也不同。可以通过定期检查机组的各类疏、放水阀，及时修理和更换泄漏阀门，解决汽机阀门内漏问题。主蒸汽、再热汽和抽汽系统的管道和阀门对机组的正常运行至关重要，一旦其存在内漏问题那么影响严重，因此必须加以重视，对这些部位进行重点检修；二是在部分汽机设备中，中压缸的启动需要使用高压缸上的排气通风阀。但系统进行倒缸操作的前提是汽机转速务必达到每分钟2650转，该状况下的汽轮机中压缸启动功能是无效功能。为了提高系统能效，可适当减少通风阀。
5.1.3轴封系统能效优化
可以对轴封系统进行能效优化，从而实现汽机热力系统的运行优化：一是布莱登气封具有间隙小、漏气量少和磨损程度低的特点，为了提升系统的能效，在汽机高压排汽平衡盘处和高压缸前等位置可使用布莱登气封；二是为了提高系统的热能利用率，可通过增大轴封加热器的面积，从而使其承受更多压力。
5.2系统运行操作优化
5.2.1汽泵启动优化
汽泵启动过程中其耗电量巨大，花费时间长达20小时，因此在机组启停过程中优化汽泵启动过程，可以有效减少汽机耗电量，提升汽机热力系统的能效。一是只有利用辅汽汽源，才能实现机组启动时汽泵的全程启动。具体流程为：先利用高辅汽源冲动小机给锅炉供水，再给锅炉点火。但保证汽泵再循环门在锅炉上水的过程中保持全开的状态，并在机组冷态启动点火后，务必对其振动情况进行监测，并全程通过汽泵给水；二是除了在机组破坏真空前将汽泵运行停止外，从机组开始滑停直至结束全程均需汽泵给水。
5.2.2机组启动工作的优化
完成机组启动工作的优化是进行汽机热力系统运行优化的前提。一是在机组检修完成后，需进行主汽门和调速严密性试验，但需缩短机组启动时间，从而减少试验对机组的冲击。在进行机组小修时，无需做汽门严密性试验；二是在进行机组小修时，需要进行喷油试验，无需做汽门严密性试验。但在机组检修完成后，则需进行主机超速试验。此外，为了避免机组设备因转子应力损坏，务必在机组带10%额定负荷运行4小时后超速试验。
6结论
综上所述，要实现电厂热力系统运行的优化，可分别通过优化机组能效、疏水系统能效、轴封系统能效的途径实现各系统的能效优化。同时通过优化气泵启动和机组启动工作实现系统运行操作优化，从而促进了燃煤火电行业的发展。
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论文作者:任江涛,白智勇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：汽机论文; 系统论文; 机组论文; 热力论文; 电厂论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2019年第4期论文;