火电厂汽机热力系统运行优化探析

四川广安发电有限责任公司 四川 广安 638000

1 引言

在新时期的背景下，随着现代化社会建设的不断推进，我国社会生产与生活水平有了显著的提升，人们对于生活质量的要求越来越高，在这其中，供电和用电的质量是非常重要的一个方面。我国的电力产业是市场经济建设的一大支柱，同时，电力能源也是保证社会能够正常运作的主要动力，因此，为了兼顾电力事业的经济效益和社会效益，电力企业必须对电力系统的优化提起足够的重视。当前电能供应的质量与社会的各行各业的发展都有着十分紧密联系，为了满足不同行业的用电需求，火电厂企业要结合生产实际，对汽机的热力系统进行多元化的改造与升级，以实现供电的差异化。本文主要对火电厂汽机组热力系统运行过程中的一些常见故障和问题进行了分析，并根据实际问题，有针对性提出了相应的优化措施。

2 火电厂汽机热力系统常见故障分析

2.1 汽机热力循环故障 对于汽机组的热力循环系统来说，运行的性能会受到蒸汽的初温与初压的影响。大多数情况下，为了促进汽机蒸汽的动力循环，同时提升吸热温度的平均值，采取的都是提高蒸汽初温与初压的方法，将热量循环的效率维持在较高的水平。如果蒸汽的初温与初压的相关参数已经确定了，为了降低汽机在实际排汽过程中的压力，就需要设法降低热量循环过程中的平均温度，尽管这种操作能够提升汽机热循环利用的效率，但是也会造成湿气损失的增大，将蒸汽的初压升高同时降低排汽的压力，会使得汽轮机末级的湿度不断的增大，进而排汽管道的湿度也会相应的增大，加速了叶片的损耗，久而久之会对汽机组的安全运行产生十分不利的影响。在对水蒸气进行排出的阶段，疏水阀门也可能出现内漏的问题，增加了额外的热量消耗。导致疏水阀门内漏问题的原因有很多，包括了疏水阀门两面压力差过大，汽机组在开启或停止阶段产生的蒸汽冲刷。

2.2 汽机管道转轴断裂 在汽机运行过程当中，经常会出现排汽管道转轴断裂的情况，断裂的部位主要是叶状转轮键槽位置，断裂后，该部位分为分裂为两段。断裂轴键的直径，键槽上方位置的宽度，长度和裂缝的深度都不符合驱动型断裂的特征。因此，为了保证断裂原因分析的合理性，首先需要对端口的形状进行观察，并以此为基础进行判断。对断裂后的汽机转轴表面进行分析，如果不属于驱动型的断裂，那么断面不会产生塑性变形，断裂的产生是突发的，断面与转轴成垂直角度，这些特点表明了断裂属于脆性。对于脆性断裂的表面，在进行分析的过程中可以将其分为三个部分，分别是导致转轴断面的疲劳源头区域，转轴疲劳产生裂纹的延伸和扩展区域以及最终导致断裂的区域。

2.3 汽机转子热变形 在汽轮机组运行的过程当中，转子会产生较大的热量，随着温度的变化转子会产生应力而形变，此外汽轮机组的气缸经常会出现进水和进气的情况，汽缸之间由于相互作用存在着摩擦，发电机转子的冷却过程没有统一，存在温度差，极易使转子出现热变形。转子在运行的过程中出现变形，那么势必会使转轮机组产生振动异常。如果转子的热变形程度较低，那么还有恢复的可能，不至于对整个发电机组造成过大的危害，但是如果转子的质量偏心程度过多，那么很可能会造成不可挽回的损失，会对准轴产生永久性的危害，降低热力系统的运行效率。

3 火电厂汽机热力系统运行优化方案

3.1 汽机热力系统能效优化 对于汽机热力系统的优化来说，最有效的方式是对汽机组的能量效率进行提升。汽机组疏水管和汽封间距的处理是热力系统能耗优化的前提，在实际操作的过程中，要考虑不同设备特性的差异，遵循运行的基本原理，以此为基础对能效系统进行改进。对于火电厂汽机的构成来说，其结构较为复杂，同时置于了多个高压的导气管道内部。一般来说，一些比较老的导气管道内部排布了输水管道，作用是排除汽机的热力系统在运行的过程中所产生的冷凝水。但是随着设备的更新换代，目前发电厂高压的导气管道之间的间隙比较小，导气的能力也大幅提升，能够确保汽机设备的水蒸气能够及时排出，因此不会产生冷凝水，这也就意味着疏水管失去了存在的意义，因此在优化热力系统的过程中，可以将大量疏水管进行清除，从而减少不必要的设备能耗。此外，在将疏水管道清除后，还能够有效减小汽机组和汽封之间的间隙，这样可以有效降低热蒸汽的能量损失，减少热量损耗的比例，提高能源的利用率。但是在对疏水管道进行清除时，需要注意要保证疏水阀能够正常的工作，当汽机内部产生了水蒸气时，可以利用疏水阀进行及时的排出，避免影响汽机组的正常运作。

3.2 汽机转子热弯曲处理 对于汽机热力系统转子热弯曲的现象来说，为了有效地改善这个问题，必须对转子进行及时的更换，以减少转子热变形而产生的振动，只要减少转子由于温度变化产生的应力，就可以尽量减少汽轮机出现异常振动的概率。此外，还需要做好定期检查和清理的工作，相关的负责人员一定要对中心孔内的油进行细致的处理，尽量避免油渗入到中心孔之中，还要保证排气系统能够正常运作，避免汽轮机与冷空气产生摩擦。在对汽轮机排气孔和转子的中心孔进行清洁时，经常会遇到油堵塞孔洞的情况，在这种情况下就无法直接进行清洁工作了，工作人员需要从转子的前面进入中心孔当中，对油渍进行清理。在平时的汽轮机组的维修和保养过程当中，就要对机组中各个零件的运行状况提起重视，通过零件之间摩擦的声音进行判断，如果有异样，那么必须及时地修正，对于磨损比较严重的部件要及时更换，保证热力系统和各个环节都能够正常运作。

3.3 做好汽机组保养与维护工作 根据汽机热力系统排汽管道转轴断裂的具体原因，需要由针对性地制定相应的断轴预防及设备保养措施，以提高热力系统的运行效率。断轴防护和保养方案的主要内容包括四个方面，分别是原材料管理，维护管理，加强巡查力度以及加强质量检测。在进行原材料采购的过程中，要进行严格把关，避免出现以次充好的情况。要配备有专业的材料管理人员对材料的使用和调度进行监督，对材料的型号，属性等进行详细地记录，做好相关的责任划分的工作，确保在出现问题时，及时地进行责任的追究。在对原材料进行加工前，还要进行入库和检验工作。为了尽量减少原材料应用的工艺问题，必须要提高加工的标准，同时保证验收工作的合理性，避免出现汽机管道转轴金属元素分布不均匀或存在非金属杂质的情况，追求精益化管理，只有以此为基础，才能够有效降低故障的发生率，提供更好的供电服务。

3.4 汽机组管理机制创新 为了提高汽机热力系统的控制效果，有必要应用综合控制系统，使得集控运行技术的控制范围扩展到整个热力系统的管理层面。在这系统中，借助网络化模块进行汽机监控传感器之间的通信，可以高效的传输生产中的各项数据和信息，充分发挥出汽机智能化控制的优势。要提高汽机热力系统的维护水平，对火电厂汽机组运行的各个环节进行有效的监督管理，对于已知系统缺陷要进行进行及时的改善和调整，充分考虑到外界因素的影响，进行实时监控，确保汽机组能够保持正常的运行状态。火电厂中应用的集控系统通常是以微处理器为基础的，配备相应的软件以及硬件系统，这种系统的优势在于具有大量的储存空间，时效性强以及安全性高等方面，相关的操作人员可以通过软件组的作用来进行控制以及管理汽机的热力保护系统。汽机的热力保护系统能够给机组正常运行提供有力的支持，同时也能够提高汽机热力系统维护工程中操作的安全性，技术人员在对汽机热力系统检修的过程中如果发现危险点，一定要第一时间进行安全停机处理，防止主机组受到损坏。

4 结束语

在对汽机的热力系统进行改造的过程中，要不断地总结相关的经验，加强热力系统优化策略的研究与分析，进一步提高火电厂汽机热力系统的应用价值。为了贯彻国家节能减排的绿色发展理念，火力发电厂企业还必须设法提高热力能源的利用率，因此需要对汽机的热力参数和热经济性进行综合考量，保障汽机热力系统的运行效率，系统能耗，供电质量等方面的协调与统一。