电厂集控运行汽轮机运行的优化措施王九东

电厂集控运行汽轮机运行的优化措施王九东

王九东

（宁夏国华宁东发电有限公司宁夏银川750408）

摘要：随着用电户的增多，电厂规模的扩大，电网结构的优化调整，汽轮机作为电厂的重要设备之一，其运行过程也因电网调整等变得复杂。而且目前我国的资源有限，人口众多，各方面的用电率也在不断的上升，节能显得非常的重要。所以对汽轮机各方面进行优化处理显得非常必要。通过优化汽轮机运行，可以节省资源，提高电厂的社会经济效益，在一定程度上对国家的发展做出贡献。

关键词：电厂；汽轮机；问题；优化

一、关于发电厂汽轮机的概述

1.1汽轮机的定义及构成

汽轮机是电厂运行工作的关键设备，对电厂的工作运行具有很大的影响。汽轮机是一种以冲动作用为原理，将热能转化为机械能的旋转机械。从结构上看，主要包括两部分，转动部分和静止部分。转动部分是由主轴、叶轮、联轴器以及动叶片组成；静止部分是由隔板、气缸、进气部分、轴承、汽封组成。这两部分是让汽轮机工作运行的关键，对汽轮机的运行发挥着重要作用。

1.2汽轮机的工作原理

汽轮机的工作运行主要有两个原理。

1）冲动原理。所谓冲动原理，就是通过蒸汽喷嘴中的蒸汽经过动叶气道时改变方向，使其作用于汽轮机叶片，让叶轮转动，进而让热能转化成机械动能。而发动原理则是汽轮机中的蒸汽作用于汽轮机叶片，形成气道内膨胀并且不断地加速叶片转动，使得叶片旋转做功。

2）反动作用原理。汽轮机在运行工作的过程中，气道内蒸汽会加速膨胀，强大的气流对动叶片产生强大的反动力，进而推动叶轮做出机械功。在冲动原理的作用下，动叶气道内的气流主要是发生方向上的改变，不会出现膨胀加速的情况；但是在反动作用原理下气流既会发生方向上的改变也会进行膨胀加速。汽轮机根据它本身的工作原理将热能转化为机械能，在整个工作运行中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀、降低压力，增加速度。

1.3汽轮机的组织结构特点

除了根据工作原理可以把汽轮机分成冲动式汽轮机和反动式汽轮机以外，还可以根据结构把汽轮机分为单级汽轮机和多级汽轮机；根据热力特性也可以将汽轮机划分为凝汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机等。在实际生活中，火电厂中应用最广的就是凝汽式汽轮机。凝汽式汽轮机包括凝汽器、凝结水泵、循环水泵以及抽气器，这些凝器设备是汽轮机运行的辅助设备。在凝气设备中，排汽遇冷凝结为水，使得体积骤减，原来空气充斥的密闭空间成为真空状态，气压降低，蒸汽的理想焓降增加，装置的热效率得到相对的提升。凝汽式汽轮机的排气压力对运行效果也有影响，冷却水的进水温度和冷却倍率都会影响排气压力。冷却倍率高，就能够获得较高的真空度，但是也会使得循环水泵的功耗和设备资金增加。

在上个世纪五六十年代，汽轮机开始在电厂投入使用，并且取得了不错的成果和效益。但是随着社会的进步和发展，我国的能源结构也在不断地调整，之前的汽轮机不能满足发电厂运行需要。而且在当前我国的发电厂中，汽轮机运行机组老化问题并不少见，工作人员应该对汽轮机进行及时的检修、诊断故障，应对设备的突发情况，及时规避安全问题和隐患。

二、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。

三、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。

3.5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、结束语

当前我国的能源紧缺，在这样的大背景下，我国电力行业应该加快对汽轮机运行效率的提高，通过对汽轮机的配汽方式、汽轮机的启停、汽轮机辅机等方面进行优化处理，使得汽轮机能够在良好的状态下工作，有效的实现经济化与效益化，使得资源得到充分的利用。

参考文献：

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[3]陈鸣海.对热电厂汽轮机运行节能降耗的相关分析[J].科学中国人，2017（11）.