热力系统运行方式节能优化调整

吴学峰

(晋控电力塔山发电山西有限公司，大同 037000)

0 引 言

目前，煤炭仍然是我国汽轮发电机组的主要能源。不仅能耗高，而且污染物排放量大，单位能效有限，与当前社会需求不相适应。造成这种状况的主要原因是我国目前使用的汽轮机组相当一部分过于陈旧，热力系统的运行故障时有发生，使得原本性能低下的机组更难发挥作用。为了改善这一状况，国外发达国家通常对旧汽轮机组进行改造，这对提高旧汽轮机组的热效率和节能减排有很好的效果。该措施成本低，效果好，已在我国推广应用。

1 热力系统运行优化问题概述

1.1 热力系统运行经济性分析

根据能量守恒定律和朗肯循环原理，影响热力系统运行的经济因素可分为三类：理想循环效率因素、能量损失因素和设备效率因素。① 直接决定热力系统循环效率的因素有主蒸汽温度、再热温度、主蒸汽压力和凝结水过冷度；②容易引起热力系统能量损失的因素有热力系统泄漏、锅炉排污等。；③ 气缸效率是影响系统设备运行效率的直接因素。按性质划分，可分为可控因素和不可控因素。主汽温度、主汽压力、再热温度、高压缸效率为可控因素，其余为不可控因素。热力系统运行优化主要研究可控因素。

2 优化调整的相关原则

优化工作需要根据实际情况进行分析，明确优化原则后才能开始。热力系统的能量转换效率是优化工作的重点，其影响因素可分为外部因素、能效因素和运行因素。其中，能效系数对热力系统的影响很大，可以作为热力系统优化的主要方向。此外，优化工作要按照优化原则进行，如在优化过程中注意主辅设备的能耗，在优化过程中注意设备的维护工作，注意机组运行的优化等参数。在优化工作中，需要注意优化原则，才能有效地保证系统的运行，获得现有的条件，进而有效地进行分析和预测。

2.1 外部因素

重视检修人员职业素养。在实际的热力发电厂中，由于参与到实际维修的技术人员的专业水平良莠不齐，从而也决定了针对热力系统的维修与保养程度也不一样。因此在实际操作中，需要注重检修工作中的各项规范，从而避免因人为因素造成热力系统以及相关设备的二次损坏。

2.2 能效因素

在针对热力系统优化调整的过程中，尊重相关设备的实际运行情况，并掌握设备运行的实时动态，通过重视并监控优化中的主、辅设备能耗，从而达到以优化为目的进行检查与优化，最终保证在进行设备优化和调整的过程中思路清晰、目标明确，以达到调整和优化效率的最终目的。

2.3 运行因素

重视设备检修工作的质量，重视运行参数的优化；优化工作前的检测工作需切合实际，且优化计划的制定需依据实际运行参数。

在热力系统优化中，有必要采用相应的方法进行系统热力计算。等效热降作为一种常用的热力理论，可以应用于热力系统的经济诊断。该方法用于热力系统节能潜力分析和节能改造，具有简单、快速的优点。它不仅可用于整个热力系统的计算，也可用于热力系统的局部定量分析。具体地说，采用等效热降法计算回热式抽汽各阶段的抽汽效率和等效热降，进而计算出新鲜蒸汽的等效热降。同时，该方法还可用于计算局部因素引起的热力系统参数变化，即各种因素引起的循环吸热和功损。因此，等效热降法可用于热力系统优化。

3 各系统能效优化

3.1 机组能效的优化

通过减少设备疏水管，优化汽封间隙和堵汽间隙，优化了汽轮机热力系统机组的能效。① 汽轮机高压蒸汽管道之间有一定数量的疏水管。但由于系统高压蒸汽管道间距较小，内部积聚大量蒸汽的可能性很小，少量蒸汽可通过高压缸调节级后的疏水阀排出。因此，可拆除这些疏水管，以减少蒸汽损失；②部分机组设备的气封间隙为2.5 mm，以防止机组设备动静摩擦。实际上，气封间隙可缩小1.2 mm，不仅不影响机组的正常运行，而且提高了机组的工作效率。

3.2 疏水系统能效优化

①机组疏水阀较多，经常发生阀门泄漏，导致系统热能损失。事实上，汽轮机组阀门内漏较多，外漏较少，高温高压管道疏水阀的泄漏对系统的经济性影响很大。阀门前后压差大、工况恶劣、机组启停时蒸汽冲刷是系统部疏水阀泄漏的主要原因。同时，不同原因引起的内漏也不同，对系统的影响也不同。定期检查机组各种疏水阀和疏水阀，及时修理和更换泄漏阀，可解决汽轮机阀门内漏问题。主蒸汽、再热蒸汽和抽汽系统的管道和阀门对机组的正常运行至关重要。一旦出现内漏，就会产生严重的影响，因此必须对这些部件进行重视并进行重点维修。②在一些汽轮机设备中，应使用高压缸上的排气通风阀来启动中压缸。但系统倒缸的前提是汽轮机转速必须达到2 650 rpm，此时汽轮机中压缸的启动功能失效。为了提高系统的能效，可以适当减少通风阀。

3.3 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：①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；②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。

3.4 系统运行操作优化

为了提高系统的效率，可以对蒸汽泵的启动过程进行优化，优化工作的作用是降低电能消耗。启动时可使用辅助蒸汽源。另一方面，我们需要使用蒸汽泵供水和监测振动。例如，在优化单元启动时。主机超速试验可用喷油试验代替，用于机组设备的检修。在这个环节中需要注意的是，机组需要保持10%的负荷运行，运行时间应控制在4小时内，然后才能开始超速试验，避免转子受力，而转子中存在应力会损坏机组设备。如果只对设备不进行维修，则无需进行阀门严密性试验。检修后进行调速严密性试验和主阀试验。

汽轮机的工作环境特殊，对热力系统的效率提出了更高的要求。在运行过程中，为了保证系统的热能利用效率得到提高。我们需要优化系统。有效实施优化工作的前提是对影响效率提高的因素有详细的了解。在此基础上，本文提出了一些有针对性的方法。以保证系统优化的合理性、科学性和有效性。

3.5 优化凝汽器的放水系统

凝汽器检修完毕后，必须用脱盐水对凝汽器轿厢进行覆盖，以检查凝汽器铜管内有无开孔松动、管路腐蚀、真空系统泄漏等情况。这是火电厂的一项重要工作，每次检修后，都要进行充水检漏工作。检漏后，不少员工直接将凝汽器出水引至地沟，造成水资源浪费。而且，由于排水井条件的限制，排水速度不能太快，这也是维修周期的进一步延长。同时，热电厂7、8号机组凝汽器地沟内没有地下水井，因此排放的水需要从潜水泵中排出，这也使得电厂的电能浪费殆尽。凝汽器充水约需1 000吨脱盐水，耗水量大。脱盐水排入塔池后，可节约原水约1 000 吨。如果一吨原水是1元，那么每台机组可以有效节约1 000元的成本。如果每台机组增加两个低压阀和部分管线的投资，可直接代替潜水泵排放，大大节省了人工成本，降低了电耗。另外，凝汽器的放水时间缩短了4-5个小时，为以后的维护工作节省了时间。

3.6 关键设备的日常维护与保养

除了以上的优化措施以外，针对汽机进行日常维护和保养，可以提高热力系统的寿命以及工作效率，例如针对汽机防止启动过程汽轮机振动大跳闸的措施如下：

启动过程中，严格执行运行规程。本次启动为温态启动，汽轮机冲车参数为：主汽压力 4 MPa，主汽温度350 ℃，再热蒸汽压力0.8～1 MPa，再热蒸汽温度320 ℃，启动过程中蒸汽温度、蒸汽压力、机组负荷等参数控制严格参考机组温态启机曲线；汽轮机冲车前，盘车连续运行4小时以上，盘车时加强监视转子偏心、盘车电流、胀差在正常范围内；

冲车及带负荷过程中，保证主、再热汽温、汽压稳定，主汽温度问胜率最大不得超过83 ℃/h，上下缸温差<42 ℃，如上下缸温差温差报警，应立即打闸停机并对气缸、蒸汽管道充分疏水；冲车前，高中压缸疏水保持关闭，冲转时再开启。

4 结束语

本文分析了热力系统的实际工作情况，通过各种优化手段保证了系统的稳定性，降低了系统的能耗，发挥了相关系统的最大价值。随着技术的不断发展，热力系统的优化还需要进一步结合实际情况进行。一方面，通过技术的不断优化，再通过设备的日常维护，对热力系统的优化和改进非常重要。