火电机组优化运行的关键技术分析

张泽坤

摘 要：火电厂作为我国电厂的主要组成部分，为社会发展提供电能支持，推进社会现代化建设。但火电厂运行中需要消耗大量能源，同时还会造成严重的环境污染，不符合可持续发展战略，火电厂实行节能减排已成为必然。有鉴于此，文章中以火电厂火电机组为切入点，分析火电机组节能降耗的原理，并给出火电机组优化运行的主要技术，分析节能运行的方法，以供参考。

关键词：火电机组；节能降耗；运行措施

中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0152-02

Abstract： As the main component of power plant in our country， thermal power plant provides electric energy support for social development and promotes social modernization. But the thermal power plant operation needs to consume a lot of energy， at the same time will cause serious environmental pollution， not in line with the sustainable development strategy， thermal power plant energy conservation and emission reduction has become inevitable. In view of this， the paper takes the thermal power unit in the thermal power plant as the breakthrough point， analyzes the principle of the thermal power unit energy saving and consumption reduction， and gives the main technology of the thermal power unit optimized operation， analyzes the energy saving operation method， for the reference.

Keywords： thermal power units； energy saving and consumption reduction； operational measures

近些年我國社会经济快速发展，市场对电能的需求量持续增加，火电厂的规模与数量也在快速增加，做好节能减排工作已成为火电厂工作的主要内容。火电厂运行中发电机组作为主要设备，其能耗直接决定火电厂的能耗。通过优化火电机组运行模式，可以提高机组运行效率并降低能耗，增加火电厂经济效益，提高市场竞争力，本研究就此展开论述。

1 火电机组优化运行分析

能源供应日趋紧张化的背景下，火电厂更应该提高节能意识，强化能源管理工作，在保证正常运行的基础上降低能源消耗，提高火电厂的经济效益。如何有效运行火电机组，达成节能降耗目的已成为火电厂行业研究的重要课题。火电厂优化运行，指的是不增加新投入的基础上，通过调整运行参数并改变运行方式的方法，提高能源利用率。火电厂的优化分成两类，即单设备优化与全厂优化。前者通过优化单机的热经济性指标，后者则对全厂机组设备进行优化[1]。

火电机组运行优化及节能研究，有助于降低火电厂运行成本。火电机组优化运行试验内容，主要包括：调整锅炉、调整汽轮机组与辅机、优化热控系统等。此外，大型火电机组的热力系统构成较为复杂，很多因素都会对机组性能产生影响，单纯的理论研究需要附加较多的假设条件，还需要进行简化处理，难以获得准确的经济化的运行方案。因此实际优化时，通过试验的方法获得各个机组在不同条件的运行数据，并通过全面分析、综合计算，获得最优运行方式，给火电厂运行提供指导与参考。

2 火电机组优化运行的技术要点

火电厂汽轮机运行时消耗较大，有很多不必要的消耗：转子与静子滚动造成气体泄漏，对机内流通产生一定阻碍；汽轮机出现热膨胀或变形；操作人员的而技术水平等。此外，安装时汽轮机也会对气缸内效率产生影响。具体而言，火电机组优化运行的技术要点如下。

2.1 气缸安装技术要点

（1）准确定位。具体需要根据实际情况选择合理的施工方式对气缸进行定位，同时还应该做好监督调节，先定位、调节，同时做好外部应力的解除工作。具体还需要做好后续的气缸扣盖工作，有效预防变形以及气缸中心的移动问题。（2）质量检查。汽轮设备与零部件安装时，做好试验隔板与气缸间的连接，保证连接强度。并对各部位连接情况进行检查，避免出现缝隙、错位、漏洞等情况，保证安装质量。在安装汽轮机设备和零部件的过程中，应该重点检查隔板与气缸之间的连接是否良好，同时还应该检查汽封块端部以及与相应位置之间的零件吻合的完整情况。（3）安装控制。汽轮机安装时，要做好监督与检查工作，避免不同零部件出现超过标准要求的缝隙，保证设备整体的气密性，为后期汽轮机良好运行奠定基础[2]。（4）组装质量。安装过程中，对轴封加热器系统严格控制，并做好疏水系统流通分析，同时做好介入轴封抽气处理，提高汽轮机安装质量。

2.2 安装尾部烟道换热器

火电机组在运行过程中燃料燃烧程度很大程度上与尾部烟道换热器的工作质量有关。由于电厂锅炉尾部烟道本身设计的弯曲情况，导致截面存在一定的差异性，在工作过程中由于含灰烟气流的速率场与飞灰颗粒程度场的分布情况存在差异，导致烟道与换热器之间造成灰尘积压、摩擦损坏以及换热器的不平衡等问题，对电厂的安全运行造成严重隐患。

因此需要根据锅炉尾部烟道内流场的布局特质，通过寻求切实可行的方案，并利用CFD等数值模型方案构建平直转直的计算模子。通过合理配置参数，在整个施工过程中做好结构的改良工作。通过调节烟道构造以及加装导流板的方式，从而提升异形弯道的烟气速率、飞灰度数场的均流。

2.3 合理使用省煤器

大部分火电厂的汽锅排烟温度都高于设计值，一般这个数值达到25-35℃。通过降低排烟温度有助于降低能耗与污染。通常汽锅的排烟温度为125-145℃，部分甚至达到160℃及以上。这些热源白白浪费，还会造成环境污染，可以采取新设备等方法降低排烟温度。排烟读数是造成排烟热丢失的主要原因，根据原理分析，排烟度数提高11℃，排烟热损失就提高（0.6-1.0）%，意味着有（1.2-2.4）kg/kW·h。锅炉胃部烟道上增加低温省煤器，可以最大程度会后烟气余热，提高发电量、降低排烟温度等，常见的如省煤器热水再循环技术等，技术原理如图1所示。

3 火电机组运行过程中主要节能技术

3.1 凝汽设备节能措施

凝汽设备中的真空循环运行情况是影响能源消耗的重要因素，一旦在工作过程中存在漏点，将会导致凝汽设备的内部压力增高，同时真空降低还会阻碍火力电机组的运行效率。由于真空系统本身的特点，导致在结构上需要大量的辅助设备，比如管道、阀门以及接口，因此需要保证吻合情况的严密性。具体应该做好以下三个方面的工作：（1）确保尽可能少的使用接头，并严格检查阀门密封情况是否良好，最好采用焊接的方式施工，同时有效控制仪表接触点接触情况的完好性，确保设备备用口密封性良好；（2）应该多次对整个真空系统的运行情况进行检修，保证各个部门的密封性良好；（3）需要确保灌水检漏系统的安装是否达标，同时对于重点的部位采用灌水的方式检查仔细检查；（4）确保与灌水检漏系统的安装质量，同时还应该尽可能采用组合安装的方式进行安装，在安装前应该做好隔板的清洁情况，确保不锈钢管的安装质量[3]。

3.2 氢冷机组节能措施

在火电机组运行中，漏氢情况不仅影响能源的使用率，还会对整个作业的安全性造成重要影响，因此为进一步做好节约能源的相关工作，需要做好漏氢量的测定工作。由于漏氢情况会导致氢压的规定值受到影响，严重时会导致发电机组的着火或者爆炸，具有重要的危害。另一方面，由于整个氢气的损失过度将会导致制备氢气的成本增加。因此做好漏氢量的检查工作，应该要兼顾内部检查和外部检查。具体步骤如下：（1）在对发电机的外装盖进行安装时，要做好试装工作，具体要检查好中分面的空隙情况，重点防范端盖与机座的接触情况，严防漏氢情况；（2）应该及时安装冷却母管时应该保证管道的密封情况，在进行下一道工序前，应该重点检查冷却母管的情况；（3）在安装氢气冷却器与出线罩时，应该及时保证韩姐质量；（4）安装气体管道时，应该保证紧固螺栓，并根据实际情况及时对管道进行布置；（5）尽量采用刷肥皂泡的方式对用气情况进行净化，同时应该做好整套风压的检查工作；（6）尽量采用立式结构布局，通过采用高灵敏的平衡阀，有效改善氢气的干燥程度，从而保证氢气的密封性良好。

3.3 锅炉机组节能措施

（1）解决空气预热器漏风问题。锅炉运行中空气预热器漏风问题较为常见，根据具体内容选择合适的措施。同时，空气预热器安装过程中要保证各配属设备的质量，避免碰撞、跌落等情况出现；（2）降低锅炉补水率。锅炉机组的补水情况也会是影响节能情况的重要因素。热力设备与管道的密封性是降低锅炉补水率的主要方法。安装时可以采取相应措施进行规避。

3.4 提高燃料管理質量

电厂通常由人工计算完成燃料管理工作，包括燃料采购、燃料验收、燃料结算等内容，这些环节中涉及的数据信息都由人工完成，工作强度大且复杂，整个过程中需要消耗大量的人力与物力，使得电厂运营效率提高。引入现代化燃料管理信息系统，可以改变传统燃料管理模式的不足，最大程度降低人力、物力消耗，优化工作流程以提高工作效率，奠定电力企业健康运行的基础。

信息化管理将过程建模操作与数据结算功能两者分割处理，在对功能不造成影响的前提下，通过调整计算过程模型便可优化系统功能。另外，运用信息化燃料管理模式中的工作流功能，加强结算工作的智能化处理功能，由人工操作逐渐向智能化方向发展，特别在遇到特殊情况时，信息化系统能够做出快速反应、工作效率极高。

4 结束语

综上所述，火电机组的工作效率直接影响能源的消耗情况，通过及时采取有效措施做好优化工作是节能减排的重要方式。随着燃煤机组数量与规模增加，通过优化运行方式是支持我国能源战略的重要措施。火电厂依据自身情况，选择合适的节能降耗方法，在提高燃煤利用率的基础上增加发电量，降低能耗，提高电厂效益。

参考文献：

[1]胡艳.大型火电机组优化目标函数选取方法的研究与应用[D].华北电力大学，2017.

[2]李鑫鑫，范志愿，王惠杰.主成分分析法在火电机组优化运行中的应用[J].电站辅机，2016，37（04）：33-36.

[3]邓煜.火电机组脱硫脱硝系统优化运行研究[D].华北电力大学，2017.