电厂集控运行中汽轮机运行优化策略探讨于东祥

电厂集控运行中汽轮机运行优化策略探讨于东祥

于东祥

（大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司）

摘要：随着我国工业化和城市化进程不断加快，社会对电能的需求也显着增加，为了保证社会日益扩大的用电需求，在合理区间内扩大电厂数量和电厂规模的同时，更要保障现有电厂的稳定高效运行。在电厂集控运行中，汽轮机作为核心部件，其运行的安全性、稳定性和工作效率，会对电厂的发电效率和实际效益产生较大影响。在实际生产中，为避免发生影响汽轮机安全性和工作效率的问题，必须持续对电厂集控运行汽轮机开展优化工作，使汽轮机能够长期安全高效运行，保障电厂的发电效率和经营效益，进而满足社会对电能的需求。

关键词：电厂集控运行；汽轮机运行；优化

1电厂汽轮机概述

汽轮机是一种表面设有大量叶片结构的旋转式蒸汽动力装置，该装置主要将蒸汽的热能转化为机械能，从而驱动发电机进行发电。具体过程为：锅炉将其内部的水加热后变为水蒸气，由于液体向气体转化的过程中体积快速膨胀，因此蒸汽沿管路加速进入汽轮机，并从一定角度的喷嘴中快速喷向汽轮机叶片，推动汽轮机叶片旋转，从而实现了热能到旋转机械能的转化。汽轮机的工作原理直接决定了它的特点和存在的问题，即该设备具备单机功率大、热效率高的特点，但同时也存在能耗损失较大、易发生机械故障等问题。因此，针对电厂汽轮机运行优化的研究，对于提升电厂发电效率和经营效益以及降低发电能耗具有重要意义。

2目前汽轮机出现的问题

2.1汽轮机的配汽方式问题

目前汽轮机的主要配汽方式是复合型配汽方式。在汽轮机工作的过程中，不同的阶段需要不同的方式来运行汽轮机。在汽轮机的启动阶段或者是低负荷阶段，只需要通过单阀的方式来使汽轮机运行，但是低负荷阶段的运作效率不高，也会造成耗能损失严重。在高负荷阶段，可以通过顺序阀的方式让汽轮机运行，它的运行效率也比较高。

2.2汽轮机的启停问题

其实转子的应变能力就是汽轮机的启停，在正常运行的阶段，转子的蒸汽参数会发生升降的幅度和变化，转子内部在一个动态的温度场内，转子也要长期在高温高压下工作，一旦参数处理不当，汽轮机的启动和停用都会出现比较大的损耗。这不仅会影响到汽轮机的工作效率，也会让汽轮机的寿命缩短。

2.3汽轮机的机组能力问题

汽轮机的汽阀是影响汽轮机能耗的主要原因。汽轮机的气阀分为两种，单阀调节和顺序阀调节。单阀调节的实现是由汽轮机的蒸汽参数来直接调节和控制；顺序阀的调节是由汽轮机的喷嘴来控制。但是，在汽轮机运行的过程中，单阀调节和顺序阀调节都是只能在气阀压力较小的时候才能运行；当气阀压力较大的时候，容易造成外缸变形和喷嘴变形，密封性和部分机组能力都会损失，造成的后果就是汽轮机机组耗能增大。

2.4密封水系统的问题

通常来说，汽轮机汽动给水泵轴端密封采用的都是迷宫密封，这种密封设计在汽动给水泵紧急停机的情况下，会经常发生密封水回水不畅的状况，使得小机油箱中进水，对汽动给水泵的正常运行造成极大的安全隐患。

2.5其它故障问题分析

除了上述原因之外，汽轮机还会出现其它的故障问题。1）振动故障问题。当发电机的转子在高速旋转时，轴承油膜的载荷作用太大，这样会导致发电机转子的初始稳定性被破坏，从而产生振动故障。如果汽轮机的运行时间过长，转动部分的零件在高速旋转的情况下，受到高速离心力的影响，温度也会升高。这样的话零部件会发生热弯曲，汽轮机也会出现异常的振动。2）弯曲形变问题。汽轮机的机组在进行冷态启机定速之后，进入负荷运行阶段，这样就容易出现转子的热弯曲，转子的工作温度和蒸汽参数都会导致转子热弯曲的发生。旋转的部件在离心力的作用下，进行长时间的高速运转，长时间以来就会产生应力，使得弯曲变形，汽轮机发生故障。3）水环真空泵过载问题。在水环真空泵长期的使用和磨损的情况下，水环真空泵就很有可能出现故障，再加上凝汽器真空抽气设备的质量欠佳，就会导致真空系统漏气，漏气量也比较大，使得水环真空泵出现过载的现象，整个汽轮机组的真空状态就会遭到破坏。4）传热性恶化堵塞问题。这是由空冷凝汽器的性能决定的。空冷凝汽器容易受到沙尘暴天气的影响。所以在我国西北部风沙现象严重的地区，传热性恶化堵塞冷却通道堵塞的现象就非常严重。因为沙尘在翅片管的积聚，会使得翅片管热阻增加，情况严重的话会导致传热性恶化，冷却通道堵塞。

3汽轮机问题解决优化的对策

3.1优化汽轮机的配器方式

之前的复合型配器方式只有在定额的负荷下才能够实现理想的运行控制。汽轮机的运行负载控制高，所以在低负荷运行条件下时，就会产生较大的损耗。而如果采用三阀式的控制方式，负荷控制的要求就会大大降低，低负荷运行下的损耗状况也会被改善，提升转换的效率，以便实现节能。

3.2优化汽轮机启停的过程

当前汽轮机的启动方式大多数是高中压缸联合配动。但是在目前电厂生产过程中，高压缸的排气温度较高，很容易产生较大的能耗损失。改善这种问题的有效方法就是降低高压缸的排气温度，可以采取降低启动过程中蒸气预定压力的方法，及时打开高缸压的排汽逆止门，加大流通量，降低温度上升的幅度。

3.3对汽轮机组进行管理和维护优化

保证汽轮机组正常有效运行的重要步骤就是进行科学合理的维护和管理。在汽轮机工作启动之前，要对各个部件，系统设备进行严谨仔细的安全检查和隐患排除工作。特别是对高压设备的维护和检查，对高压管道进行及时的清理，维护良好的传热效率，减少不必要的能源损耗。

3.4优化凝汽器真空抽气系统

在电厂机组构成中，其中凝汽器真空抽气系统是十分关键的部分，对机组的正常运行具有十分关键的作用。传统的凝汽器真实系统存在着较大的故障率，漏气现象时常发生，从而导致水环真空泵过载，破坏机组设备。而利用优化改造来使凝汽器内部保持真空的状态，这对于机组运行的经济性起到了非常好的效果，有效的提高了热力循环的效率，实现了节能增效的目的。

3.5优化给水泵

以往都是通过定速给水的方式来运行给水泵，但是这种方式存在着明显的缺陷，因为会造成很大的节流损失。要优化给水泵，就要求技术人员依照变动的速度和平移泵的曲线来设计，相比于定速的给水泵，变速的给水泵能够解决许多问题，比如说调节阀控制水流量的问题，变速自动控制水流的调节方式可以有效的缓解发电汽轮机在低负荷状态下能源损耗的状况，这样不仅起到了节能效果而且还能提高电厂的发电效率，提高经济收益。

3.6其它优化方法

对于水环真空泵的优化的有效方法是优化凝汽器内部真空，通过改进电厂的热力循环功率等措施，使机组的水环真空泵在更加经济，更有效的情况下运行。改善汽轮机组的压力参数也是一项关键的措施，因为背压是属于汽轮机的排汽压力装置，如果背压发生变化，汽轮机组的各种参数也会产生一系列的变动。要想保证汽轮机组的高效工作，就要对汽轮机的机组负荷，循环水温度，流量的背压参数值进行分析和改善。在这个基础上，提出完整的汽轮机背压优化方案，对汽轮机进行优化，以便更好的运行。

4结论

当前，我国经济的发展对能源的需求量非常大，我国的电力行业也应该不断地提高自身的发电能力和发电效率。各个电厂应该通过对汽轮机配汽方式，汽轮机的启停，汽轮机辅机等方面进行优化处理和技术革新，让汽轮机可以高效的运行。这样不仅能够延长汽轮机的使用寿命，减少安全隐患，还可以提高发电效率，提高电厂的经济效益，缓和我国电力资源供需紧张的矛盾，对社会的经济发展和人们的生产生活提供有利的支持和保障。

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