淺談火力發(fā)電廠優(yōu)化運行中的問題及應對策略

王長軍 李超

摘 要：現(xiàn)階段，因為全球能源的危機對于世界國家經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。而我國主要的電力資源通常是由火力發(fā)電廠來提供的，所以，火力發(fā)電廠的電力資源對經(jīng)濟建設的作用十分重要。其中，鍋爐是火力發(fā)電廠當中的重要組成部分，也是重要的發(fā)電工具，所以，一定要重視火力發(fā)電廠運行優(yōu)化設計工作的重要性，尤其是鍋爐優(yōu)化運行。鍋爐實現(xiàn)優(yōu)化運行，不僅能夠節(jié)省資源消耗，同時，還能夠有效地提高發(fā)電廠實際運行的效率。另外，汽輪機也會對火力發(fā)電廠運行的效果產(chǎn)生一定影響，所以，汽輪機優(yōu)化運行也同樣發(fā)揮著關鍵性的作用。希望通過對鍋爐與汽輪機運行問題和解決策略的分析，不斷提高火力發(fā)電廠的安全經(jīng)濟運行。

關鍵詞：火力發(fā)電廠；優(yōu)化運行；問題；應對策略

中圖分類號：TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）21-0085-02

在國家經(jīng)濟社會發(fā)展的過程中，電力資源是其中重要的能源之一。然而，在社會不斷發(fā)展的過程中，人們開始重視不可再生資源的重要作用，所以，對于火力發(fā)電廠的管理與控制強度也逐漸提高。

由于火力發(fā)電廠耗能很高，而且所消耗的煤炭量也不斷增加，同時還會產(chǎn)生污染氣體。由此可見，火力發(fā)電廠在運行的過程當中，鍋爐和汽輪機的優(yōu)化具有重要的現(xiàn)實意義。

1 火力發(fā)電廠鍋爐概述

在火力發(fā)電廠的設備當中，鍋爐、汽輪機以及發(fā)電機是其中最重要的組成部分，而鍋爐的作用排在首位。鍋爐會消耗能源，而在鍋爐內(nèi)部的煤炭燃燒能夠形成動力能源，而后轉化成為機械能，進而推動發(fā)電廠其他設備的正常運行。鍋爐由鍋爐本身和輔助設備組成，在其實際運行的過程中，燃料通過燃燒形成熱能，將鍋爐內(nèi)部的水燒至沸騰，進而形成水蒸氣，并轉化成動能。在以上過程當中，若燃料能夠得以充分地燃燒，就能夠有效地提升功能，提高能量使用率。

2 火力發(fā)電廠運行過程中的問題分析

2.1 鍋爐運行問題

2.1.1 蒸汽參數(shù)

在火力發(fā)電廠發(fā)電的過程中，鍋爐的作用十分關鍵，不緊能夠為發(fā)電機提供所需的動能，同時，還能夠保證輔助工具的正常運行，所以，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)電過程當中的運行狀態(tài)十分關鍵。因為，蒸汽機的蒸汽參數(shù)對發(fā)電廠的鍋爐會產(chǎn)生一定的影響，只有參數(shù)保持平穩(wěn)，才能夠保證蒸汽機運行正常，并帶動發(fā)電機實現(xiàn)運行。另外，蒸汽參數(shù)平穩(wěn)還能夠按照所確定的煤炭質(zhì)量和機器負荷對耗煤量進行判斷，確保發(fā)電廠運轉的更加正常。

2.1.2 熱損耗

蒸汽功能是火力發(fā)電廠當中最關鍵的運轉動能，同時，燃料燃燒的過程所產(chǎn)生的熱能可以作為火力發(fā)電廠的運作根源。但是，在鍋爐運行的過程中，卻存在熱量流失的問題或者是熱量損耗。另外，由于煤炭燃燒的不完全，所以很容易浪費煤炭資源。

2.2 汽輪機運行問題

2.2.1 汽輪機

在汽輪機運行的過程中，很容易出現(xiàn)汽輪機高壓缸排氣量超過設計值的情況，使其高壓缸的工作效率不高，導致汽輪器的整體運行效率降低。

2.2.2 凝汽器真空不高

如果汽輪機的內(nèi)循環(huán)水量不高，同時，汽輪機處于運行狀態(tài)，真空泵內(nèi)部水溫相對較高的情況下，就會對實際的工作效率產(chǎn)生不利的影響。

另外，不同的加熱系統(tǒng)與汽輪機本身所具備的疏水系統(tǒng)很容易出現(xiàn)疏水閥門內(nèi)漏的問題，所以，會增加凝汽器熱負荷，進而降低其蒸汽的利用率[1]。

2.2.3 軸封輔助系統(tǒng)

如果電廠汽輪機機組在啟動或者是停機的狀態(tài)下，其軸封壓力的變化比較明顯，并且在實際運行的過程中，汽輪機的高壓軸封氣密性與低壓軸封氣密性比較差的情況下，都會使得蒸汽泄漏并漏到凝汽器內(nèi)部，對凝汽器的真空產(chǎn)生不利的影響，進而降低機組的工作效率。

3 火力發(fā)電廠優(yōu)化運行的應對策略

3.1 鍋爐運行優(yōu)化

3.1.1 優(yōu)化蒸汽參數(shù)

只有確保鍋爐的蒸汽參數(shù)始終保持在穩(wěn)定數(shù)值，才能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐的正常運行，因此，相關工作人員需要對鍋爐參數(shù)的變化進行實時關注。而在火力發(fā)電廠當中，對蒸汽參數(shù)進行平衡的最佳工具就是保熱自動裝置，并且在火力發(fā)電廠自然循環(huán)粉煤爐當中，在主設備蒸汽溫度變化的同時也會使蒸汽參數(shù)發(fā)生變化。其中，在主設備蒸汽參數(shù)增加了11～15℃的情況下，所消耗的煤炭資源就會降低一克。所以，只有實現(xiàn)蒸汽設備保熱功能的正常性，才能夠使得鍋爐蒸汽的參數(shù)更加平衡與穩(wěn)定，進而實現(xiàn)能源節(jié)約的目的。

3.1.2 優(yōu)化熱損耗

燃料在燃燒的時候，出現(xiàn)資源浪費的關鍵原因就是熱量損失，而煤炭不完全燃燒也同樣會導致資源的浪費。所以，要想對火力發(fā)電廠熱損耗問題進行優(yōu)化，也就是對煤炭質(zhì)量進行優(yōu)化，并且實現(xiàn)燃料燃燒過程和鍋爐自身裝置的全面優(yōu)化。

第一，需要進行煤炭燃料各質(zhì)量混合配比，進而找到最佳節(jié)能混合煤炭燃料配比。

第二，確保煤粉粗細程度的適度性。不一定越細越好，一定要將熱學實驗的最終結果為基礎，并且在燃燒的過程中，需要重視煤炭燃燒的變化規(guī)律，進而合理地調(diào)整燃料燃燒的方式，確保資源得到有效利用。另外，鍋爐排煙的問題也是導致熱損耗現(xiàn)象的主要因素，所以，一定要嚴格控制空氣系數(shù)，充分利用排煙風量表來檢測，并且合理控制風量的輸入大小。同時，應該盡可能通過當前的條件來防止漏風現(xiàn)象發(fā)生，并且保證爐內(nèi)的氣壓相對較小。

3.2 汽輪機運行優(yōu)化

3.2.1 優(yōu)化回熱器方式

應該在加熱系統(tǒng)當中增加蒸汽冷卻、疏水冷卻以及U形管板倒立式高壓加熱器和U形管板臥式高壓加熱器。而蒸汽冷卻段則應該利用蒸汽凝結來加熱給水，同時，疏水冷卻可以使得給水的溫度提高，并且優(yōu)化抽泣能量利用效率，在減小本身溫度的情況下，減弱下級抽氣排斥能力。所以，在兩者的共同作用之下，可以對加熱器端差變化的幅度進行合理地控制，進而改善其自身的經(jīng)濟性。另外，因為各壓力型除氧器通常是以0.3%比例來直接排放蒸汽，所以，若不能夠采取優(yōu)化措施來改善，那么必然會導致熱能西苑以及水資源被大量地浪費。

由此可見，優(yōu)化回熱器方式具有重要的現(xiàn)實意義。其中，可以選擇使用超過300 MW的機組，并配備無頭除氧器，這樣就能夠有效地減少筒體應力以及出水含氧量。在此基礎上，可以有機結合噴嘴改造，提高其自過濾以及防堵塞的功能。采用這種方法不僅能夠降低能源消耗，同時，還可以緩解大氣污染以及排氣噪音的程度。

3.2.2 優(yōu)化凝汽器真空

通過對循環(huán)水系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)以及空氣系統(tǒng)進行排查以后，結合相關的數(shù)據(jù)信息來分析可以發(fā)現(xiàn)，導致凝汽器真空降低的主要原因包括以下四個方面：

首先，汽輪機內(nèi)部的循環(huán)水量缺乏；其次，當汽輪機實際運行的過程中，真空泵內(nèi)部的水溫處于較高狀態(tài)；

再次，疏水閥門有內(nèi)漏的現(xiàn)象，所以，使得凝汽器熱負荷有所增加；

最后，凝汽器自身真空的嚴密性不理想，很容易導致氣測漏氣，導致凝汽器端的溫差過大，甚至會達到10 ℃的溫差。

因為凝汽器的冷卻面積、嚴密性以及清潔度都會對機組真空產(chǎn)生直接的影響，所以，在特定的負荷條件之下，凝汽器的真空和循環(huán)水溫度、流量之間存在一定的關系。若循環(huán)水溫度存在差異，則流量必然有區(qū)別，因此，一定要保證循環(huán)水泵運行的科學合理。具體的優(yōu)化方法就是實現(xiàn)循環(huán)水泵運行的優(yōu)化，若其正處于高負荷的工作狀態(tài)，那么可以雙循泵高速運行；若循環(huán)水的進水溫度或者是機組負荷出現(xiàn)變化的情況下，需要固定負荷區(qū)間，并且實現(xiàn)低速循泵和高速循泵的結合。在其處于正常運行的狀態(tài)時，需要按照不同的機組負荷以及循環(huán)水溫度來采取相應的循環(huán)水泵運行方式。

另外，也可以降低射水泵工作狀態(tài)下的水的溫度，使得出力得以提升。

在此基礎上，還應該重視安裝疏水系統(tǒng)管道與閥門的質(zhì)量控制工作[2]。當汽輪器系統(tǒng)在日常運行的過程中，一定要對疏水系統(tǒng)管道與閥門進行定期地維護與檢修，并且全面創(chuàng)新疏水系統(tǒng)的泄漏檢測方法，進而使得汽輪機的運行效率得以提升。

3.2.3 優(yōu)化給水泵

電動給水泵在火力發(fā)電廠的運行過程中，其運行的方式就是定速給水。而實現(xiàn)給水泵優(yōu)化則可以實現(xiàn)汽輪機組的優(yōu)化運行。而具體的優(yōu)化方法就是要實現(xiàn)給水泵的曲線平移，進而對轉速的方式進行合理地調(diào)節(jié)。而在此過程中，下水泵實際運行的效果與其他的運行效果相比要更加優(yōu)越，而且，下水泵運行可以更好地為氣動泵高效運行提供有力保障。

除此之外，還能夠以汽輪機組的凝汽器疏水方式來實現(xiàn)優(yōu)化，并且開展性能與能耗的診斷實驗，進而實現(xiàn)給水泵的全面優(yōu)化。

3.2.4 優(yōu)化汽輪機輔機抽氣裝置

通常，火力發(fā)電廠常用的就是噴射式真空抽氣器，它的優(yōu)點很多，可以劃分成兩部分，即蒸汽噴射器與空氣噴射器。兩種噴射式的真空抽氣器具有同樣的原理，但也存在差異。真空抽氣就是通過與壓力的利用來抽取真空，然而，空氣噴射器則需要通過高壓蒸汽來抽取真空。

另外，在部分火電廠，一般所使用的都是水環(huán)式的真空泵。將真空抽氣裝置與真空泵進行對比，它們本身都存在優(yōu)缺點，所以，火力發(fā)電廠需要根據(jù)其實際情況來選擇出真空設備。在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，抽真空裝置的結構相對簡單，而且本身性能是穩(wěn)定的，成本不高，但是，最明顯的缺點就是實際的運行成本很高，導致嚴重浪費水資源，甚至會提高維護成本。而真空泵抽吸裝置則可以在特定的時間段內(nèi)減少啟動時間，使得實際操作過程中的及其損耗得以降低。

另外，由于其功耗僅僅是抽氣機的33%，因此，在實際操作的過程中也很方便，不會浪費較多的水資源。然而，美中不足的就是投資的成本很高，而且蒸汽處理能力薄弱，進而嚴重影響真空系統(tǒng)運行的安全性，所以，很難為其正常的運行提供有力保障。

4 結 語

綜上所述，在火力發(fā)電廠的運行過程中，鍋爐的優(yōu)化運行以及汽輪機的正常運行對于發(fā)電廠整體的優(yōu)化程度具有關鍵作用。然而，在鍋爐和汽輪機的運行過程中，會因為多種因素而對其正常運行產(chǎn)生負面影響。因此，一定要對鍋爐與汽輪機運行過程中存在的問題予以重視，并且采取具有針對性的措施來進行及時處理與解決，進而不斷提高火力發(fā)電廠運行的安全性與經(jīng)濟性，推動火力發(fā)電廠的高效正常運行。

參考文獻：

[1] 李芳明.火力發(fā)電廠優(yōu)化運行問題及策略探究[J].科技展望，2015，（22）： 97-97.

[2] 于洋.對火力發(fā)電廠優(yōu)化運行問題的若干思考[J].中國科技縱橫，2011， （7）：236.