电厂集控运行汽轮机的优化措施分析

电厂集控运行汽轮机的优化措施分析

刘建军

（国家电投集团贵溪发电有限责任公司，江西贵溪335400）

摘要：随着电厂集控运行的发展，电厂中的机、炉和电都得到了统一管理，还与信息技术相结合，促进了汽轮机的自动化运行。因此，电厂需要对汽轮机设备做好优化措施，但在实际运行中，汽轮机运行也存在较多问题，需要人员及时解决。本文将先介绍汽轮机存在的问题，再说明电厂集控运行汽轮机的优化措施。

关键词：电厂集控；汽轮机；优化措施

1汽轮机的概述

1.1汽轮机的定义

在电厂运行中，汽轮机是电厂所有设备中的重点工作设备，对电厂的运行起着重要作用。汽轮机本身是以冲动力为作用，能将热能转化为机械能。它的结构主要分为两部分：第一部分为转动结构，第二部分为静止结构，在转动结构中，主要由主轴、叶轮和联轴器组成，而静止部分主要由气缸和进气部分组成，这两种结构是汽轮机运行的关键结构，对汽轮机的运转发挥着重要作用。

1.2汽轮机的工作原理

汽轮机的工作原理主要包括两种：第一种是冲动力原理，这是通过喷气嘴实现的原理，它能将蒸汽叶道发生改变，使叶轮转动，从而将热能转化为机械能。运行的原理是汽轮机中的蒸汽直接影响汽轮机的叶片，使得气道中发生膨胀，使得叶片加速转动而产生力的作用。第二种是反动作用力的原理，当汽轮机在工作时，汽轮机中的蒸汽会膨胀起来，气流穿过叶片，产生强大的动力，进而推动叶轮运转而产生机械功，在冲动力的作用下，叶片气道内的气流会发生方向改变，但不会出现膨胀的情况，在反动作用下，气流不仅会出现方向上的改变，还会出现膨胀加速情况，根据汽轮机本身的工作原理，汽轮机能够将热能转化为机械能，在汽轮机的运行过程中，蒸汽出现了膨胀现象，进而使得压力减小，速度提升。

1.3汽轮机的结构特点

汽轮机根据工作特点可以分为冲动力汽轮机和反动力汽轮机；根据汽轮机的结构特点可以将汽轮机分为单级汽轮机和多级汽轮机；根据热力特点可以将汽轮机分为凝汽式汽轮机和供热式汽轮机，在火电厂中，最常见的汽轮机就是凝汽式汽轮机，凝汽式汽轮机是由凝汽器、凝结泵和抽气器组成的，这些设备都是汽轮机运行时必不可少的设备，也是运行过程中的辅助设备。当汽轮机凝气时，排气设备遇到冷空气会凝结成水，体积也会相应减少。空气中原有的密闭空间成为了真空空间，气压减少，蒸汽的焓降反而增加,设备的热效率值得到提升，进一步影响凝气汽轮机的排气作用，影响冷水的进水速度和冷却速度，这些都会影响排气压力。冷却的效率提升，凝气汽轮机能够获得更多的真空度，但同时循环水泵的功率消耗和成本花费会进一步提高。

从20世纪开始，汽轮机就已在电厂得到广泛使用，尤其是五、六十年代，汽轮机的使用使得电厂取得了较好的收益。但随着社会经济的快速发展，我国能源结构发生了改变，传统的汽轮机已经不能满足发电厂的运行需求，在现阶段我国的发电厂中，汽轮机出现老化问题的概率较大，问题并不少见，工作人员需要及时检修汽轮机故障问题，针对汽轮机的突发故障，及时提出解决措施，有效规避风险问题和隐患。

2、汽轮机存在的问题

2.1配汽方式存在问题

在汽轮机中，配汽方式多种多样，汽轮机安装过程中的顺序阀能够满足汽轮机的运行需求，但在不同的适用阶段，具有不同的效果。比如顺序阀安装主要应用于高负荷阶段，而单阀安装方式主要应用于低负荷阶段，在高负荷阶段，汽轮机的运行效率通常能够达到一定的标准要求，而在低负荷阶段，则会面临耗能较低的问题。汽轮机在运行过程中，通常需要将两种方式结合起来运用，才能弥补二者存在的不足，改善单阀或者顺序阀的缺陷，才不会对汽轮机运行产生不利影响。

2.2汽轮机启停问题

汽轮机在运行过程中，转子的状态始终不能保持一致。当汽轮机处于正常状态，转子依然会发生一定改变。其改变主要表现为转子的温度变化，汽轮机的转子会处于高温状态，转子在变化时，参数容易出现错误情况，一旦出现错误，将会对汽轮机的能耗产生不利影响，当汽轮机的状态趋于停止时，能耗会变大，汽轮机本身的质量和运行情况也将受到严重影响。

2.3密封水系统问题

在汽轮机中配置有给水泵，给水泵一直处于密封状态，在实际操作中，需要采取消除封闭方式来达到保证轴端密闭性的目的，虽然这一措施能够满足密封要求，但是密封会对回水造成影响，使其在水泵停止工作时，不能及时反应，这一回水反应如果不及时，将会使得油箱中进水，污染油的质量，这会给汽轮机运行带来一定安全隐患。

3、电厂集控运行汽轮机的优化措施

3.1优化汽轮机的配汽方式

汽轮机在正常运行背景下，负载不能一直保持稳定的状态，如果负载运行较低，那么需要控制汽轮机的能耗，而传统的汽轮机配置并不能满足这一消耗需求，需要设计人员不断进行优化设计，改善低负荷、低消耗的问题。三阀式的配汽方式可以满足两种负荷状态，在高负荷状态下，能够帮助减小负荷，减小汽轮机的压力值，提高汽轮机的运行效率。在绿色节能方面，利用三阀式配汽方式可以提高转换效率，减少能源消耗，这些优势能够增加配汽方式的运用范围，设计人员还能够对启动和停止进行优化，在长时间的启动和停止方面，并不会产生较大的能源消耗，在启动过程中，可以将高压缸和中压缸相结合，然后启动设备，需要设备停止时，可以利用滑参数停机方式和额定数方式来达到节能的目的，滑参数停机方式的效果比额定参数效果更好，能够改善运行效率，控制内部温度。

3.2优化汽轮机的机组和循环水泵

在汽轮机中，机组与循环水泵都属于是汽轮机的辅助设备，设计人员需要使汽轮机的保持高速运转状态，使汽轮机的性能满足运行状态，并且不影响汽轮机的运行，在机组优化过程中，需要设计人员考虑到节约能耗的问题，提高机组参数，优化水泵时，要使凝汽器处于最佳状态，然后保持凝汽器和水泵的能耗关系，在汽轮机运行时，两者会相互抵消，产生一定差值，当差值减到最小时，就是压力的最佳值，机组就会在低能耗状态下运行，机组出力就会最小，水泵的能耗也会减小。

3.3保证汽轮机的真空状态

真空状态能够真实反应出凝汽器的运行状态，在机组单元内部，会对其可靠性产生影响，传统的汽轮机真空状态较弱，这会在一定程度上影响汽轮机的运转效率，所以需要设计人员改变汽轮机的真空状态，使其处于最佳水平。在优化设计过程中，需要对汽轮机的真空状态进行监测，保证其密闭性，在监控过程中，一旦出现漏洞，需要人员及时补救。对于汽轮机中的循环水泵，会受到真空状态的影响，工作人员需要做到及时维护，使其运行更加安全可靠。在汽轮机中，还具有轴封系统和真空系统，对于其密闭性，需要被纳入到监控范围，轴封加热器的水位需要满足标准要求，质量与性能也要满足漏气要求，在切换运行状态的过程中，不能出现差错，也不能对真空状态产生影响，真空状态通常连接着相关设备，该设备需要一直处于正常运行状态，要求性能参数始终达到标准，如果达不到规定要求，需要对参数有所调整。

3.4做好汽轮机管理维护工作

汽轮机需要始终处于正常运行状态，电厂集控运行才能提高效率。电厂首先要制定完善的运行维护计划，安排专业维修人员，对机组进行定期检查，定期对高压设备进行检修，在维护过程中，检修人员还要对高压管道进行清理，保证其正常运行，控制能耗。

结束语：

综上所述，现阶段我国对能源发展需求较大，我国电力行业在发展的同时不断提高发电运行效率，各电厂对于汽轮机的配汽方式需要及时进行革新和优化，提高汽轮机的运行效率，减少安全隐患。

参考文献：

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