浅谈电厂集控运行汽轮机运行的优化措施王立国

浅谈电厂集控运行汽轮机运行的优化措施王立国

王立国

（国家电力投资集团内蒙古公司霍煤鸿骏铝电公司电力分公司内蒙古自治区霍林郭勒市029200）

摘要：汽轮机组在生产工艺中高效、安全、稳定的运行，关乎着火力发电行业的平稳发展态势，面对科学技术的高速发展与普及，电网工业对于汽轮机的改造势在必行，只有不断提高汽轮机组设备的应用水平，才能有效的促进电网行业的经济发展。汽轮机是发电厂火电机组的三大主要生产设备之一，对重要设备要定期进行检查与优化，提高火力发电厂的工作质量，增加火力发电厂的发电量。发电厂汽轮机组等设备运行状态不佳，是国内火力发电厂普遍存在的问题，如果不及时的对生产结构进行优化，则会降低电厂的经济效益，更有甚者会影响到发电厂的安全生产。

关键词：电厂集控运行；汽轮机运行；优化措施

近些年来，火电厂不断地进行技术革新和设备改进，引进了许多新型的火力发电技术和设备，这使我国电厂建设取得了很大的进步，提升了一个层次。为了满足人们生产生活的需要，电力行业也加大了改革力度，对全国各地的电网结构进行了升级和优化，在这个过程中，如何提高电厂生产效率，电厂的设备装置是关键，其中汽轮机的革新和优化是主要环节。目前，我国的电厂普遍存在汽轮机问题，这些问题不仅使发电厂的设备运行状态差，电厂的生产效率低，还会威胁到电厂的安全问题。因此通过优化汽轮机的运行，提高发电效率，减少能源浪费，为社会的发展和进步提供保障与支持。

一、汽轮机的构成及工作原理介绍

汽轮机作为火力发电厂的主要生产设备，其运行情况会对电厂的发展产生尤为关键的影响。从结构上来说，汽轮机主要包括两大部分：转动部分与静止部分。其中转动部分，又可以称为转子部分，主要由叶轮、主轴、动叶片以及联轴器等组成，而静子部分则主要由气缸、隔板、进气部分、汽封以及轴承等组成。两大部分对于汽轮机的运行发挥着十分重要的作用。

汽轮机的运行主要是利用蒸汽的热能从而实现做功的旋转机械，是通过将热能转换为机械能的过程。在整个运行过程中，汽轮机的运行主要涉及到两个工作原理：第一，冲动作用的原理。汽轮机中的高速蒸汽在通过动叶片构成的气道时，蒸汽的流动方向也会发生相应的变化，从而对叶片产生冲动力。这种冲动力会推动叶轮转动，从而做出机械工。第二，反动作用的工作原理。在汽轮机的运行过程中，蒸汽会在气道内膨胀并加速，这时强大的气流必然会对动叶片产生强大的反动力，从而推动叶轮的运动做出机械功。第一种工作原理下，动叶气道内的气流并不会出现膨胀加速的情况，仅仅会发生方向的改变。但是，第二种工作原理下，气流会发现膨胀加速，气流也会发现方向改变。

早在上个世纪五、六十年代，汽轮机开始在热电厂应用，并发挥巨大的效益。但是，随着社会经济的发展，国家能源结构也在进一步调整，国内的天然气供应不足，原有的汽轮机也满足不了社会发展的需求。针对目前汽轮机运行机组逐渐老化的情况，相关工作人员要完善点检定修工作，从而做好汽轮机的状态监测、故障诊断及劣化处理工作，及时应对设备的突发情况。同时，还要提高各种辅机设备的可靠性，做好设备维护工作，及时整改各种安全隐患。

二、电厂汽轮机运行过程中存在的弊端

（一）汽轮机气缸排气异常

汽轮机在运行过程中，其内部气缸排气常常会出现超标的现象，如此便会降低汽缸的工作效率，从而对汽轮机的运行产生严重的影响。况且电厂汽轮机结构复杂、繁琐，内部疏水结构更是纵横交错，如果不对其实施合理、有效的管控，其相连的管道就会因老化或破损而发生泄漏情况，如此一来便会导致出水量骤降、蒸汽排放异常等情况，最终会极大地抑制汽轮机的工作效率。如果汽轮机发生故障，后续的生产流程都会受到牵连，一旦对凝汽器产生破坏，导致其管道出现损伤，所带来的后果将不堪设想。

（二）汽轮机阀门故障

汽轮机在运行过程中，不可避免的会出现各种故障问题，其中最为严重的就是阀门故障，不仅会导致汽轮机内部管道泄露，还会引发管道堵塞，造成热量的超负荷，继而促使汽轮机运行异常。而且电厂汽轮机组间难以进行高效的协调运作，一旦故障发生就需要对部分汽缸进行封闭，方可对其进行有效的检修，但是如此一来也会影响气缸的封闭性，使得汽轮机运行缺乏稳定性。若对其蒸汽系统产生损害，必定会引发蒸汽泄露，继而促使能源的过度消耗。

（三）汽轮机轴承故障

当汽轮机停止运行时，其轴承结构由于外部的压力因素而发生改变。在汽轮机实际运行过程中，其高压、中压和低压轴在长期的运行中必然会发生连接故障，或在汽轮机停机过程中发生较大的振动，这些情况都会降低汽轮机连接的稳固性，使得连接部位因松动而影响其密封性，从而使得蒸汽出现泄漏的情况，最终对汽轮机的工作效率造成了极大地影响。

三、汽轮机问题解决优化的对策

（一）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。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

（五）其他优化方法

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。

四、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。

参考文献：

［1］文乐，薛志恒，高林，等．汽轮机定滑压曲线在实际应用中的计算寻优［J］．动力工程学报，2018（1）：13－17＋23．

［2］冯先研．汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制策略［J］．山东工业技术，2018（1）：172．