电厂汽机热力系统运行的优化研究

电厂汽机热力系统运行的优化研究

林翼宇

深圳大唐宝昌燃气发电有限公司 广东省深圳市 518110

摘要：我国经济发展需要以资源作为基础，在所有能源中，电力资源属于重要能源，电厂成为我国重点发展企业，电厂可以维持社会稳定性，促进我国经济发展。在电厂中，热力系统属于重要系统，可以维持电厂正常运营，汽机是热力系统中重要设备，优化电厂汽机热力系统运行可以提高电厂运行效率。基于此，文章对电厂汽机热力系统运行的优化策略进行了研究，以供参考。

关键词：电厂汽机；热力系统；运行优化

1电厂汽机热力系统主要设备和特点分析

电厂汽机热力系统包括多个板块，新蒸汽管道、疏水系统、汽封系统、和真空抽气水系统等，其中，在汽机启动和运行过程中，需要保证除氧器用汽，必须设置备用起源，新蒸汽管道应用在此情境中。从我国生产汽机开始，机组容量主要分为50MW、100MW、125MW、200MW、300MW、600MW和1000MW等，等级分为中压、高压、超高压再热、亚临界、超临界和超超临界，不同等级代表不同效能，其运行效果不同。针对不同类型汽机设备，其主蒸汽流量、设计热耗率、实际热耗率和供电煤耗存在区别，总体规律为汽机等级越高是，主蒸汽流量越低，设计热耗率越高，实际热耗率越高，供电煤耗越高。

2火电厂汽机热力系统对经济性的主要影响

2.1主汽及排气

将蒸汽初温与蒸汽初压适当提升，能够使蒸汽动力循环的吸热及温度平均值增加，进而获取更高的循环热效率。降低汽机设备的实际排气压力后，循环放热工序中的温度平均值也随之下降，可确保汽机维持更好的热循环效率。若将排汽压力降低，并提高蒸汽初压，汽机末级湿度将升高，加剧湿气损失，如果机组长期保持较高的排汽湿度，汽机末级叶片的使用时间将明显地缩短。

2.2回热系统

借助回热系统，汽机设备向凝汽器设备中传送的蒸汽量，得到有效缩减，汽机的冷源损失也因此得到控制。锅炉中工质的吸热温度平均值提升，传热温度差缩小，做功能力损失量随之降低。

2.3再热系统

通过再热系统，可以将蒸汽由汽机处传输到锅炉中进行加热，提升蒸汽温度，再支持汽机继续做功。一般条件下，主汽工质的吸热温度往往会低于再热工质。在再热系统的支持下，末级湿度值有所缩小，损失也因此而减少，低压缸能够维持更高的运行效率。

3汽机热力系统的系统能效优化

3.1机组能效优化

机组能效优化是电厂汽机热力系统管理的关键环节，直接关系到电厂的经济效益。精确调节各级蒸汽的压力和温度，使其维持在理想状态，有助于发挥设备的最佳性能。为降低热量损失，要严格监控穿堂风、漏风、漏气等非效率因素。在实际应用中，低效运行造成的能量浪费在整个系统的能源消耗占比中不容忽视。此外，可以采用先进的凝汽器清洁技术。例如，在线清洗或高效换热材料的应用能够显著提高热交换效率，降低背压，提升整个机组的工作效率。除机械改进外，还可以引入高精度的控制系统对机组进行实时监控和优化调度，旨在动态匹配电网需求和设备运行状态。通过虚拟仿真和预测模型，可以在不影响设备寿命的前提下推动机组实现其能效极限。

3.2疏水系统能效优化

优化疏水系统的能效涉及减少疏水系统的能量损耗，确保蒸汽尽可能地被用于功率转换而非疏水过程。可以通过改进疏水装置的设计，引入疏水回收利用技术，实现能源的再循环利用。例如，采用可变压力控制的疏水泵能够根据负载变化自动调整流量和压力，从而使系统运行更接近最优工况，减小不必要的动能损失。为了深入优化疏水系统，还需要精细管理系统中各个环节的热能流动，定期评估疏水设备的性能，从而减少系统隐患。使用智能化监测设备，如温度传感器和流量计，实时跟踪和监测系统内热能流动，能够及时发现和纠正操作中的偏差。大数据分析和机器学习算法能够辅助进行疏水系统行为的模式识别，预测维护需求，避免因故障导致的能效损失。系统性能优化需要注意疏水系统的每个细节，维持其高效运转，真正实现汽机热力系统的能效最优化。

4系统运行操作优化措施

4.1机组启动优化

汽轮机的启动过程复杂，需要精确控制多个系统参数，并形成预定的启动曲线，包括缸内金属温度梯度、轴承负荷、转速等多个关键点。启动优化的核心目标是减少热应力，避免由于温度变化引起机械应力超过材料许用值而损害元件。渐进式热膨胀操作可以有效控制发电机组各部件的温度差，缓解热应力累积。此外，动态调整启动加热流程，按照实时反馈数据修正加热策略，确保发电机组在最佳温差控制下启动，是有效提升效率、节约燃料消耗的关键。现代控制技术如模糊逻辑控制和自适应控制，在机组启动中的应用比较普遍。结合实时数据分析能够为操作人员提供最优的启动方案建议，其中包括管道预热、转子和壳体热胀差异的控制、同步加速到额定转速等步骤的详细指导，不但缩短了启动时间，保障了设备的平稳运转，还大大减少了因操作不当造成的能量浪费。同时，配备高精度的传感器监测系统每-个环节，从涡轮转速到压力阀门的开启程度，不断收集数据反馈至中央控制系统。通过数据挖掘与机器学习算法提炼有用信息，并实时调整工作参数，使得启动过程更智能、更精细、更经济。

4.2气泵启动优化

随着节能技术的发展，变频驱动技术对于调节泵速尤为重要，使气泵系统能够根据实际运行需求动态调整功率，实现能源浪费最小化。结合先进的传感器和实时监控系统可以实时并全面地采集气泵的运转条件数据，运用智能控制算法实时优化启动过程，包括对泵内压力、温度以及流量的精准控制。通过对这些参数的精细调整，能够确保气泵在承受最小应力的同时实现最快的启动，并维持系统整体的高性能运行高精度传感器的使用还有助于检测和预防潜在的设备故障，延长设备寿命，通过避免非预期停机来减少能耗。

4.3优化给油系统

针对给油系统存在的进水问题，可通过以下措施实现优化目标：确保冷油器的水侧压力低于油侧压力，避免铜管发生泄漏时，有水进入到润滑油。调整高压轴封间隙机，使漏气管道维持良好的畅通性，确保轴封挤压力调整装置能够正常运行，依照预设压力来完成供汽。如果发现轴封片发生磨损的情况，需增大间隙的同时，对轴封片进行修复。定期对给油系统的油质进行检查，及时开展过滤工作，可将过滤网增设到给油系统中。在补充油时，应当以较为缓慢的速度注入到油箱中，避免其他杂质也进入到油箱中。在应对给油系统漏油问题时，若油箱油压与油位都出现降低的情况，漏油原因可能为处于外部的压力管道发生破裂，冷油器管道产生泄漏，或者法兰结合面存在不严密的情况，泄漏部位多为主油泵装置压力侧的管道。应对主油泵装置出口外部的法兰、润滑压力油管以及调节装置进行查看，确认漏油点的具体位置并进行补救，通过及时加油，来使油箱油位恢复到正常位置。查看冷油器出口处的冷水是否存在油花，即可确认漏油问题是否源自冷油器铜管。如果此处发生漏油，需要将备用冷油器开启，检修发生故障的冷油器。如果上述措施均无法解决给油系统的漏油问题，则应尽快运行辅助油泵，并进行停机检修工作。

结语

综上所述，在电厂中，汽机热力系统运行需要以多种设备作为支持，电厂可以通过优化汽机热力系统能效和运行操作两方面内容，保证汽机热力系统处于高速运行状态。作业人员在优化汽机热力系统能效过程中，需要以实际标准为参照，保证系统能效保持在稳定状态，在优化汽机热力系统运行操作过程中，需要根据发展现状引进先进的运行优化技术，提高电厂整体施工效率。

参考文献

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