电厂汽轮机运行优化措施探讨韩永辉

电厂汽轮机运行优化措施探讨韩永辉

韩永辉

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046）

摘要：在我国经济不断发展的同时，电力企业亦高速发展。随着电厂规模的不断增大，其能耗也不断增加，在其中汽轮机组运行过程中的能耗便占据很大一部分。汽轮机作为电厂重要的生产设备之一，对于电厂正常运行发挥着非常重要的作用。对电厂运行效率的提升也具有极为重要的作用。汽轮机设备输出能量是电厂正常运行的根本保障，电厂汽轮机运行优化措施已经成为一种发展趋势。所以，对电厂汽轮机运行进行优化非常有必要，提高电厂汽轮机设备的效率，优化电厂汽轮机的运行，实现电厂经济效益的提升，如果可以优化汽轮机的运行过程，便可以降低我国电厂中的能耗，提高我国电厂的发电效率。

关键词：电厂汽轮机；运行优化；措施；探讨

随着社会经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，对供电用量与质量的需求也越来越高，促使我国电网结构不断调整。汽轮机是电厂中不可或缺的重要生产运行设备，且汽轮机运行过程复杂、运行能耗较大。汽轮机在进行启动时，首先通过开大汽阀，使得进入汽轮机内部的蒸汽流量变大，使得汽轮机得以运行。要想实现汽轮机功率的改变，只需要进行汽轮机蒸汽参数的调节。通常而言，汽轮机汽阀的开关方式有两种。一种为单阀调节，即通过调整汽轮机蒸汽参数来进行调节；另一种为顺序阀调节，即通过喷嘴来实现蒸汽阀门的开关。当前汽轮机的配汽方式主要是复合型的配汽方式，这种方式在启动或者低负荷阶段，都可以通过单阀的方式来实现汽轮机的运行，也可以在额定负荷下，通过顺序阀来实现汽轮机的配汽运行。这种复合型的配汽方式在高负荷作用时，可以有着相对较高的效率，然而在低负荷作用时，这种配汽方式的弊端逐渐凸显，即节流的损失很大。为了实现汽轮机运行的优化，故对汽轮机的配汽方式进行优化，实现节能降耗、提升经济性的目的。

1、电厂汽轮机耗能分析

1.1汽轮机的启停耗损

汽轮机的启停过程是转子应力的变化。汽轮机在运行情况下，转子表面蒸汽参数发生升降，转子内部处于不稳定的温度场，转子长期在这种高温、高压下持续工作，如果参数处理不当，启动停止的过程中会产生较大的损耗，最终导致降低汽轮机工作效率较低，同时减短汽轮机的使用寿命。

1.2汽轮机组能量耗损

电厂整体运行中，汽轮机是实现能量转化的原动力。其运行的复杂、配合的复杂是导致能量损耗的重要原因。其中较为明显的表现是汽轮机的汽阀，通常汽轮机的的汽阀分为单阀调节和顺序阀调节。单汽阀的调节是通过汽轮机蒸汽参数直接控制，而顺序阀是通过喷嘴来控制蒸汽阀门的开关。所以汽阀压力大、喷嘴室和外缸容易变形、密封性及部分机组运行能量损失都是汽轮机组耗能的原因所在。

1.3汽轮机空冷凝汽器损耗

汽轮机中空冷凝汽器是热效率传递的枢纽，空冷凝汽器的影响直接导致热效率降低，从而使整个热传递的效率大幅下降。而凝结水中溶氧出现问题，不仅热传递受到影响，而且管道和设备也会产生氧化腐蚀。寒冷天气的时候，空冷凝汽器就会出现流量不均匀的问题，导致汽轮机的工作效率下降。

2、汽轮机配汽方式的优化

2.1传统汽轮机配汽方式

传统汽轮机的配汽方式都是采用复合配汽方式来实现，通过调节阀系统来实现对蒸汽参数以及蒸汽流量的控制，进而实现各阀门的程序化控制。汽轮机在较低的负荷作用下启动时，通常采用的是节流调节方式，此时的四个阀门同时启动，在一定负荷作用时，关闭部分阀门，转化为顺序阀调节方式。传统的复合型配汽方式的最优负荷点为90%以上负荷，然而汽轮机在运行过程中，为了有效的提升部分负荷的运行效率，减小阀门调节方式转变所带来的损失，很多的负荷都是通过滑行参数来进行控制，即保持阀门开度不变，通过蒸汽压力来实现负荷的转变，由于存在瞬间的负荷转变，为此导致调节阀门的顺序阀调节方式损失较大。

2.2运行优化方案

经研究表明，传统汽轮机的复合型配汽方式会导致负荷作用改变时，由于蒸汽压力的转变，导致瞬间的热损失较大。为此将传统的复合型配汽方式进行优化，通过单阀调节方式向顺序阀调节方式转变的“两阀式”运行过程优化为单阀式--顺序阀式--单阀式的“三阀式”调节过程。这种“三阀式”调节具有以下几个优势：第一，调节级强度的优化。通过汽轮机配汽方式的转变，可以实现对负荷作用的有效调节，为此需要对调节级强度进行重新校核。对于“两阀式”运行方式，由于瞬间的负荷作用相对较大，对调节级强度的要求相对较大，进而增大对机械的一种负担，同时提高了能耗。“三阀式”调节由于可以有效的适应汽轮机的负荷转变方式，且需要通过三阀进行负荷的分担，其调节效果明显优于“两阀式”。且调节级强度会相对较低，实现能耗的减小。第二，滑压运行曲线的优化。三阀的流通能力会明显高于两阀，为此“三阀式”方案的最佳运行方式会有所不同。由于三阀调节能力的增强，其不同负荷的最佳运行方式将可以实现更加圆滑的转变，转变瞬间的能耗会明显降低。

2.3定期清理高压管道

水温的调节优化与锅炉大小和燃料的充足量有密不可分的关系。水温不高时需要大量的燃料来进行加热，同时加温也产生了大量的浓烟，部分热量也随之流失，所以在加热时要适量和合理的使用燃料，也可考虑排放浓烟所流失的热量的剩余价值。高压管的定时清理，使汽轮机的供热功率及热传递效率保持畅通，实现节能。

3、火力发电厂的汽轮机的发展趋势

汽轮机的出现，有效的提高了电力行业的发展速度，对于电力行业未来的发展方向也起到了极为重要的作用。而且在今年还要加强对大型汽轮机组的研发，应注重对更长的末级叶片进行研发，从而加快推动大型汽轮机的发展。汽轮机发展的另一个重要方面即是提高热效率，通过二次再热和更高蒸汽参数的运用，从而加快调峰机组的推广，加快供热汽轮机的应用。随着科学技术水平的提高，应该加强对各种新理论和新技术的应用，从而有效的加快汽轮机性能的提升，加快汽轮机在未来的应用水平。能源紧缺已成为全球的重要问题，在这种情况下，我国电力行业的发展更需要实现对能源的高效利用，针对当前我国火力发电成本存在较大浪费的情况，需要加快对汽轮机运行的不断优化，确保其运行效率的提升。作为电厂，更应该通过各种方式来实现对汽轮机机组的优化，有效的提高其利用率和运行的经济效益，同时利用辅机节能方面的相关改造，从而实现汽轮机组的节能增效。

结语：

随着人们对环境保护意识以及能源节省意识的增强，我国目前大部分企业都在向着可持续发展以及节能减排的方向不断努力，电力企业也是这样。目前我国的电力企业仍然以火力发电为主，这种发电方式的能耗过高，发电效率并不是十分突出。为此只有不断的优化汽轮机机组的运行情况，确保其运行效率的提升，可以有效实现其经济性与效益性。利用热能与动力工程中的相关内容，不断提高其的工作效率，提高产业的利润。通过对其运行过程中的每一处细节都要进行合理的优化，促进电力企业的发展，提高我国的经济利润。

参考文献：

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