电厂集控运行汽轮机运行优化分析

电厂集控运行汽轮机运行优化分析

王勇

重庆大唐国际石柱发电有限责任公司 重庆 409100

摘要：集散控制系统作为构成发电厂汽轮机的主要部分。该系统主要是借助微处理器对整个系统进行控制。本文主要对发电厂汽轮机的类型进行简单介绍，分析电厂集控运行汽轮机运行存在的阻力，并提出如何对电厂集控运行汽轮机运行进行优化，希望在提升汽轮机运行效率的同时，推动整个发电厂发电工作朝着高效、稳定状态发展。

关键词：电厂；集控运行；汽轮机

引言：

根据特征将集散控制系统分为分散控制和集中管理控制两类。为了达到分散控制的效果，主要通过强化部分的方式来实现，且通过集中式管理促使整个控制系统效率的提升。近年来，随着科技的快速发展，为集散控制系统的不断优化创造了有利条件，推动集散控制系统朝着智能化、自动化的方向发展，促使控制过程的精确度不断提升。

一、发电厂汽轮机的类型

1. 冲动式汽轮机

这类汽轮机在运行过程中散发出大量蒸汽,这些蒸汽经过蒸汽喷嘴之后到达气道内部，推动叶片快速旋转，所产生的动能会推动汽轮机，该过程称为冲动原理^[1]。在整个汽轮机运行过程中，主要是由叶片的转动带动蒸汽机运转，当气道内气体不断增多时，叶片运转的速度将会加快，使汽轮机运行的速度提高。

2. 反动式汽轮机

在冲动原理的作用下，汽轮机气道里面的蒸汽处于快速膨胀状态，会伴随着叶片的转动而旋转，该过程称为汽轮机运行的反作用原理。在这种情况下，汽轮机气道内部的气流方向会发生相应的变化。当气道内部气体不断膨胀时，叶片运行的速度会提升，对应的汽轮机运行的速度也会发生改变^[2]。

二、电厂集控运行汽轮机运行中存在的阻力分析

（一）配汽方式不合理

当前电厂汽轮机主要运用复合型配汽方式，要求汽轮机在不同运行阶段采取差异化的运行方式。其中在高负荷阶段。为了确保汽轮机的稳定运行，可以通过调节顺序阀来实现。而处于低负荷阶段时，一般需要单阀调节来确保运行，在这种情况下，汽轮机运行的效率比较低，内部所存在的能量不能被有效利用，导致部分资源浪费。

3. 气阀调节问题

从相关实例中可以了解到，气阀在整个汽轮机运行中所消耗的能量比较大。而依据应用阶段的差异可以将气阀调节方式分为单阀调节和顺序阀调节。其中通过调节汽轮机中蒸汽参数，能够达到单阀调节的目的；而通过控制蒸汽阀门开关，可以达到顺序阀调节目的^[3]。但是，在气阀压力较大的情况下对顺序阀进行调节，可能会损坏顺序阀，或者是其密封效果降低，导致顺序阀中部分机组能量消耗。

（三）启动、停止过程中耗损大

改变转子应力作为当前各个电厂汽轮机启停的普遍方式，当汽轮机处于正常运转状态时，转子表面蒸汽参数在不断变化，且处于合理的范围内。一旦蒸汽参数配置出现问题，汽轮机在启动或者暂停两种情况下，都会消耗比较大的能量，从而降低汽轮机工作效率，也可能会缩短蒸汽机的使用寿命。

4. 密封水系统设计问题

迷宫密封作为汽轮机给水泵轴端进行密封沉降量的主要方式，当给水泵出现故障时，汽轮机运行会暂停，对应的密封水回水会受到阻挡，当情况比较严重时，会出现油箱进水问题，使汽轮机运行受到一定影响。

三、如何对电厂集控运行汽轮机运行进行优化

（一）以三阀式配汽方式取代传统的配汽方式

针对当前汽轮机所使用的传统配汽方式，造成能量浪费，损耗蒸汽机的现象。可以尝试选择高性能的三阀式配汽方式，由于这种配气方式在降低损耗、提高转化效率方面具有一定的优势，能够合理分配汽轮机运行所产生的负荷。另外，这种配置方式的流通能力比较强，调节级别要求低，因此，选用这种配置方式能够达到节能的目的。

（二）对汽轮机轴封系统进行改进

为了确保汽轮机系统处于安全、可靠以及稳定运行状态，需要对其轴封系统进行改进，比如，技术人员可以借助先进的技术对调节阀开度进行调整，将汽轮机轴封蒸汽压力、温度等控制在合理的范围内。另外，当汽轮机启动时，需要在轴封系统供汽之前对该系统充分暖管，其目的是将内部水排完，防止轴封系统在有水的状况下运行。

同时，需要合理选择轴封系统的供汽压力，避免汽轮机上下缸内温差过大，汽轮机油中进水的情况发生。对于技术人员而言，可以采取一定措施确保其运行参数合理，这样可以减少事故的发生，间接性降低电厂运行成本。

（三）对汽轮机启停方面改进

由于当前所使用的汽轮机型号多为600MW^[4]，这种汽轮机主要运用高中压气缸配合方式进行启动，而在实际启动过程中，会伴随温度的升高，当温度上升到一定程度时会导致汽轮机被损坏，或者缩短汽轮机使用的寿命。因此，汽轮机启停方面的改进，可以通过调节高中压缸的工作温度来实现，比如在启动阶段，将热蒸汽压力控制在0.5兆帕以内，且将高压岗排气门打开，保持内部空气流通。另外，可以通过提升高压缸的流通量来控制其工作温度，从而确保汽轮机处于稳定工作状态。

（四）对汽轮机的辅机进行优化

汽轮机在运行过程中，需要相关辅机来支持其运行，因此，为了提升汽轮机运行效率，可以通过改进其辅机来实现。比如以给水泵变动速度、平移泵曲线等数据作为参考依据，对循环水泵进行优化^[5]。

另外，在利用调节阀来控制水流量的过程中，可以采取变速自动控制水流的调节方式，来减少汽轮机低负荷过程中所消耗的能量。这种优化辅机的方式能够实现成本的降低。

四、结束语

对电厂集控运行汽轮机运行进行优化，与当前提出的提升能源有效利用率的理念相适应，能够满足各行业日益增加的用电量需求。同时，对于电厂技术人员而言，需要对提升汽轮机工作性能进行深入研究，对汽轮机组不断改进和优化，并且结合当前信息技术，对传统汽轮机组运行方式进行优化，促使发电厂发电效率的提升，为电力行业可持续发展做好铺垫。

参考文献：

[1]闽.关于电厂集控运行汽轮机运行优化措施分析[J]中国科技纵横, 2016, (017):144.

[2]孙贺新.电厂集控运行汽轮机运行优化措施分析[J].信息周刊, 2019, (030):1.

[3]刘海生.电厂集控运行汽轮机运行优化措施分析[J]商品与质量, 2018, (047):177.

[4]马辉.电厂集控运行汽轮机运行优化措施分析探讨[J].工程技术:全文版, 2016(12):235.

[5]杨昌城,林祯烜.电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J].工业设计, 2016, (003):125-127.