论火力发电厂汽轮机的优化运行

论火力发电厂汽轮机的优化运行

刘洋韩磊

（内蒙古霍煤鸿骏铝电公司电力分公司B厂内蒙古通辽市霍林郭勒市029200）

摘要：电厂在发电过程中，所用的能源很容易对环境造成一些问题。所以，需要考虑环保方面的问题，从而更进一步的对电厂汽轮机的结构进行改进和优化，才有可能在今后的发展过程中提升发电效率，并产生更重大的社会效益与经济效益。

关键词：火力发电厂；汽轮机；优化运行

1汽轮机的工作原理以及现状

1.1汽轮机工作原理

汽轮机它是具有一定温度和压力的水蒸汽为工质，将蒸汽的热能量转换成机械能的回转式原动机，它是一种旋转式的动力机械设备，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发电机发电，在大型火电机组中还用于拖动锅炉给水泵。按照热力性质为凝汽式、轴汽式、背压式和饱和蒸汽汽轮机等类型，就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。除了凝汽式汽轮机，还有背压式汽轮机和抽汽式汽轮机，背压式汽轮机可以理解为没有低压缸和凝汽器的凝汽式汽轮机，它的出口压力较大，可以提供给供热系统或其它热交换系统。抽汽式汽轮机则是指在蒸汽流通过程中抽取一部分用于供热和或再热的汽轮机。然而，我国发电模式以火力发电为主，而火电厂汽轮机主要使用大自然中存在的不可再生的煤碳，石油，天然气等自然资源作为燃料进行生产。首先将燃料放在锅炉中燃烧使水加热升温直至变成蒸汽，将蒸汽通过主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，然后再通过一系列环型安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将热能转变为机械能，通过联轴器驱动发电机进行做功发电，膨胀后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至锅炉加热器加热成蒸汽，如此循环，这就是火电厂汽轮机的生产发电过程。

1.2火力发电厂汽轮机的现状分析

就我国目前的情况来看，近几年来汽轮机组的设计、安装、使用等各个环节都有很大的进步和改善，汽轮机的工作效率在原来的基础上有了很大的提高。在具体实际的操作过程中，还有许多要注意的问题，当汽轮机组正常工作的时候，各个数据必须严格控制在额定范围之内，这时候汽轮机组对经济型产生的影响就比较小，如果运行指标超过额定范围则会影响到汽轮机组的运行。火电机组运行的过程中，需要回热加热器这一系统全部参与运行，所以，如果回热加热器在此过程中出现故障，就会影响整个系统的运行，造成严重的事故。此外，如果加热器旁路门没有完全关闭，这也会影响汽轮机组的正常工作。如果加热器旁路发生泄漏情况，经济性能会有所降低。如果加热器是采用的疏水方式是疏水泵采，一旦疏水泵发生故障而且又没有备用泵时，这些故障都会在汽轮机组的正常运行的过程中降低工作效率，造成不必要的损失。近几年随着我国科技水平的不断创新突破，汽轮机一直在火力发电的过程中扮演着不可缺少的主要角色。随着世界能源结构的不断向绿色化方向发展，电力已经成为社会和经济发展的主要的能源。然而就目前情况来看，大部分发电厂的汽轮机设备使用时间过长，缺乏相应的检修和维护工作，随着汽轮机设备的科技化不断提高，很多操纵人员不会准确操作设备，而且与国外相比，我国的设备相对落后，需要引进新技术和新设备。由于汽轮机传统的发电方式，所以在工作过程中产生电能的同时也消耗了大量的资源，能源消耗大和能源利用率低对于火力发电厂的长期发展有很大的不利影响。汽轮机长时间处于工作状态，不可避免的会出现一些内部零件的磨损等问题，我国缺乏相应的维护和修理体制，很多大型的十分重要的设备没有专门的看护人员进行定时的检查，而且汽轮机与其他的机械不同，它是发电系统的重要组成部分，如果单独检修肯定会对其他部分产生影响。

2电厂汽轮机的损耗分析

2.1机组能量的损耗

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，这种复杂的运行过程是导致能量损耗的原因。

2.2启停能耗

当汽轮机正处于运转的状态中时，设备启停过程会发生各种参数变化的状况，从而导致内部温度场不稳定。在这种高压和高温的状态下，如果参数处理不当，在启停过程中的损耗将会更大。而汽轮机能量损耗过大，其工作效率自然也会降低，使用寿命长短也会相应减少。

2.3凝汽器的损耗

凝汽器是汽轮机热效率得以传递的枢纽。当凝结水中溶氧出现时不管是热传递还是汽轮机设备都会受到氧化腐蚀的影响。冬季的时候，凝汽器一旦出现流量不均的问题，便有可能导致汽轮发电机组的整体效率有所降低。

3电厂汽轮机优化措施

3.1汽轮机配气方式的调节

传统汽轮机的配气方式在机组额定功率时效果较好，不过在低负荷状态下随着蒸汽参数的变化，损耗的热量也比较多。但三阀式调节的汽轮机可以有效解决这一问题，相较于传统的汽轮机来说，在低负荷状态下可以及时调节并转变配气方式。除此之外，汽轮机运行的过程中需要注意对阀点的密封性进行定期的检查，从而实现节省能源的目标。

3.2完善给水泵组

对于给水泵组的完善应该先优化给水泵，当采用定速给水泵时，调节是通过给水操作台的调节阀组进行调节的，但是在机组负荷率较低时，节流损失较大，经济性较差。为了降低能耗、提高效率，当采用变频调节时就可以有效降低机组在低负荷时的能量损耗，从而实现节能效果。

3.3定期清理高压管道

当高压管道内部的水呈现低温状态时，则需要大量的燃料来对管道进行加热，在加热的过程中将会产生大量的烟，所以一部分的能量会注定浪费。由此可见，水温的高低调节优化工作很有可能会对燃料是否充足有着十分密切的关系。因此，在对水温加热过程中要适当考虑燃料是否合理和适量，并对高压管进行合理的分析和管理，从而让热传递效率和汽轮机供热功率保持较为不错的水平。

3.4密封系统优化形式

汽轮机在运行过程中，热能的损耗是不可避免的事情。所以，为了能够让汽轮机的效率达到较高的目标，就应该利用一定的方式将热能的损耗降到最低。而降低热耗的最好方式，则是让汽轮机保持一定的密封性。除此之外，还要对凝汽器和相关阀门等设备做出相应的要求。

3.5回热加热器优化

给水回热加热是从汽轮机的某些中间级抽出部分做过功的蒸汽，送入回热加热器中加热锅炉给水的过程，与之相对应的热力循环称之为回热循环。回热加热的作用是为了提高锅炉的给水温度，使工质在锅炉内的平均吸热温度提高，提高了热经济性，并且回热抽汽没有进入凝汽器，使汽轮机的凝气流量减小，减小了冷源损失，提高了汽轮机的效率。所以回热加热器在火电发电机组中有着重要的作用。优化汽轮机的不同级别抽汽，当抽汽压力变高时，该级抽汽的能级将会更高。

结束语

随着社会经济的发展，电力企业自身的规模和效益也在不断发生着变化，这就意味着电力企业将会因此而迎来更多的经济和社会利益空间。所以，企业在发电过程中虽然有所损耗，但也能在控制损耗的过程中提升效率。

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