基于火电厂汽轮机优化运行策略的讨论

基于火电厂汽轮机优化运行策略的讨论

杨祥军李强

（华能呼和浩特热电厂内蒙古呼和浩特010000）

摘要：在火电厂的汽轮机运行过程中，由于其自身的运行过程中会产生各种各样的能源消耗，特别是一些污染物会随着汽轮机的运行而发散到空气当中，造成能源浪费，环境污染。汽轮机作为火电厂主要的节能设备，对火电厂的可持续发展发挥着至关重要的作用，在这种形势下，如何实现火电厂汽轮机运行过程中有效的节能降耗是非常重要的问题之一，因此本文针对火电厂汽轮机优化运行策略进行了讨论，以期达到节能降耗的目的。

关键词：火电厂汽轮机；优化运行；节能降耗；策略

1火电厂汽轮机工作原理

汽轮机是整个火力发电厂中的核心设备，并且也是整个发电厂中高耗能设备。所以为了能够达到提高火力发电厂工作效率的目的，我们需要对汽轮机内部构造进行优化改造。首先，我们需要对整个汽轮机工作原理进行详细介绍。

目前，我国火力发电厂大多使用的是旋转式的汽轮机，这种汽轮机主要工作是将锅炉传递过来的蒸汽经过环形配置喷嘴和动叶，完成热能向机械能的转换。通过以上工作方式介绍我们可以发现，汽轮机在工作状态下存在着多种不同形式的能量转换。由于汽轮机内部机械构造不同，所以汽轮机可以分为多种不同种类，通常情况下按照汽轮机内部结构可以将汽轮机分为单级汽轮机以及多级汽轮机两类。

多级汽轮机还会根据热能转换为机械能的形式将其具体分为速度级汽轮机、冲动级汽轮机以及反动级汽轮机三类。一般情况下我们将利用内部两列动叶，来完成对于喷嘴处蒸汽膨胀动能的分级利用的汽轮机称之为速度级汽轮机;通过使用蒸汽在喷嘴处的膨胀速度来减少喷嘴流道截面积来达到加快蒸汽流速的蒸汽机称为冲动级汽轮机;为了能够更好利用蒸汽热能，提高蒸汽在动叶流道中运动速度以及流动性，通常使用蒸汽在动叶和静叶流道中加快速度，这种汽轮机成为反动式汽轮机。通过对汽轮机内部结构以及热能转换研究可以看出，在相同工作条件下6～8个反动级或者3～4个冲动级做功总能量就与双列速度级做工能量大体相同。由于双列速度级在使用上存在很大问题，所以一般情况下不使用，为了能够实现对于热能有效利用以及节能目的，我们只是对于一个速度级加以使用。

2电厂汽轮机优化运行策略分析

2.1回热加热器优化

整个汽轮机组的正常运行与回热加热器正常运行有着紧密联系，所以对内部回热加热器的优化能够更好地保证汽轮机能够有更高的工作效率。汽轮机内部回热加热器存在严重能耗的主要原因就是汽轮机内部抽汽系统存在严重的性能差别，这些性能差别会严重增加汽轮机内部能源损耗。在这种情况下只要抽汽的压力越高那么改级抽汽返回汽轮机时就会需要更多的做功，做功能力越强其内部能级也就越高。通过改变加热器上端差、下端差以及抽汽压损的变化，能够提高汽轮机回热加热器内部抽汽机的做工效率。通过将汽轮机内部端差控制在合理范围内部，我们能对汽轮机内部回热加热系统进行有效优化，提高其工作效率。

2.2给水泵优化

定速给水泵方式是汽轮机内部给水泵工作的传统方式，定速给水泵的运行主要是依靠锅炉给水阀门来对给水速度进行调节，这种调节方式在机组处于低负荷运行时会出现阀门节流损失较大的现象。通过对给水泵内部控制结构进行研究，优化了给水泵内部变动转速，使其能够更好有效控制水流量。通过改进以及优化给水泵的设置能够有效避免使用给水调节阀门来达到对给水量进行控制的目的(如图1)，使其能够在低负荷时能够达到很好的节能效果。这种优化方式不仅仅对于给水泵有着很好的优化作用，同时能够更好优化气动泵的组合形式。

2.3汽轮机凝汽器的最佳真空

维持汽轮机凝汽器最佳真空的优势一方面可以加强汽轮机组的做功效率和能力，另一方面能够有效减少燃料的使用量，提高机组的经济效率。汽轮机组在运行中，要保持凝汽器真空状态，主要的措施包括：要保证汽轮机组的真空性、机组的严密性。要坚持对汽轮机组进行每个月一次的真空严密性试验，机组检修过程中通过灌水的方式检测汽轮机组的严密性。同时要加强机组的水环式真空泵的维护修理，检测水环式真空泵的汽水分离器的水位是否达到正常的规定，水温是否太高或者是太低等。胶球清洗装置要定期投入运行，定期对循环水旋转二次滤网进行排污并就地检查滤网旋转情况，保证循环水二次滤网自动排污装置正常运行。加强对湿冷水塔的日常管理，保证达到最佳淋水密度和热交换效果。优化循环泵运行方式，火电企业应通过试验确定各机组循环水泵与真空经济工况点，采取改变循环水泵运行台数、循环水泵配置高、低速切换电机或加装变频器的方式改进循环泵的运行方式，有效降低电能损耗。

2.4优化汽轮机流通性

改善汽轮机的流通性需要分为很多方面，其中包括叶片、气封结构、缸体、以及调节级等。首先就是叶片的改进，对于叶片来说，由于各级的动静叶片在一定程度上都会选择一些比较新型并且高效的变截面扭曲型叶片，这样能够在一定程度上降低二次的流失或者是损耗的程度，从而有效地提高热效率。另外，低压次末级拉筋型的叶片将其更换成能够整圈自动锁组尼型的长叶片，这样才能够对其自身的安全合理运行提供相对应的保证；其次是对气封的结构进行相对应的改进，在实际的操作过程中，需要将高压叶片顶部的两齿平气封形式逐渐更改成为四齿的高低齿气封，这样才能够有效地降低漏气而产生的损失，在对低压末级以及次末级动叶顶部增设相对应的气封的过程中，需要将动叶顶部的间隔进行一定程度的缩小，这样才能够从根本上减少漏气量，从而有效地提高各个级的工作效率，实现节能降耗的目的。而对于缸体的改进，在实际的操作过程中，需要对内缸以及静叶持环实施相对应的优化改进，这样能够有效地提高各个气缸的工作效率，而对于高压进气管则实施相对应的密封改造，从根本上增加其自身的密封环数量，这样能够有效地减少其发生漏气的现象，从而有效地减少损失。

3结束语

近几年，我国经济得到了快速发展，各种经济建设以及民众日常生活都需要使用较多的电能。因此提高发电量已经成为电厂急需解决的问题，所以为了能够有效提高火电厂发电效率我们需要对火电厂中汽轮机进行优化以及改造，最后达到提高其工作效率及节能效果。

参考文献：

[1]电厂汽轮机常见的故障分析及检修方法[J].赵趁意.科技风.2015(16)

[2]试论电厂汽轮机的常见故障及处理对策[J].翟耀兵.中国高新技术企业.2016(25)

[3]电厂汽轮机辅机优化运行分析[J].张斌.科技展望.2016(23)

作者简介：

杨祥军（1972-），男，蒙古族，华能呼和浩特热电厂，从事发电厂安全运行及节能优化管理及仿真培训。

李强（1985-），男，汉族，华能呼和浩特热电厂，从事发电厂运行调试及节能优化。