探讨电厂集控运行中汽轮机运行优化策略

摘 要 電厂设备的运行状态直接关系电厂运行的经济性和市场竞争里，汽轮机是电厂的重要设备，对其进行运行优化调节是提升经济性的重要手段和途径。本文通过对汽轮机运行中存在的问题进行简析，对汽轮机启停、配汽和管理等方式进行优化调节，可以有效提升电厂企业的运行经济性。

关键词 电厂运行;汽轮机;运行优化

引言

随着火电厂企业不断地引进和研究新型的火力发电技术和设备，我国电厂的建设和革新都取得了新的的成就，提升了一个台阶。目前，我国加大对于电力行业的改革，各地电网结构不断地进行升级和优化。在这个关键的时刻，如何提升电厂的设备运行效率是提升自身企业竞争力的核心关键，在整个电厂设备运行效率提升和改进中，汽轮机的优化设计和系统升级是重要环节。因此，必须强化对于电厂汽轮机系统的认识，对其进行运行优化和升级，以适应新形势下市场发展的需求。本文针对电厂汽轮机运行优化进行展开说明，首先对汽轮机系统的结构特点进行了简析，并根据实践经验对汽轮机运行中存在的问题进行浅析，并提出了相关的优化策略建议，以为相关的电厂运行提供理论和实践参考。

1 汽轮机系统组织结构特点分析

汽轮机是将蒸汽能量转化为机械能的旋转式动力设备，是蒸汽动力设备的主要设备之一。按照结构区分，汽轮机可以分为单级汽轮机和多级汽轮机;按照工作原理进行区分，汽轮机可以分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机及速度级汽轮机。而按照热力学特性进行区分，汽轮机可以分为凝汽式、供热式、背压式、抽气式等。在火电厂运行应用中，应用最广泛地汽轮机形式是凝汽式汽轮机。凝器设备主要包括凝汽器、循环水泵、凝结水泵和抽气器。凝器设备是汽轮机系统运行的辅助设备。汽轮机主要由转动部分和静止部分组成，其中转动部分可以分为叶栅、叶轮、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件;固定部分主要有汽缸、蒸汽室、密封等。汽轮机是将蒸汽的热能转化为机械能的涡轮式机械，在汽轮机运行中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，速度增加，压力降低，热能转化为机械能。汽轮机主要用于热力电厂中发电机的原动机，为发电机提供能量。

汽轮机的运行需要多个设备进行联动，其中最主要的辅助设备即凝器设备。汽轮机的排汽在凝器设备中受冷凝结为水，体积骤减，因而原来充满蒸汽的密闭空间局部变成真空，导致压力降低，使得蒸汽的理想焓降增加，装置的热效率得到提升。凝汽式汽轮机的排汽压力对经济性运行效果由明显的影响，主要的影响因素是冷却水的进水温度和冷却倍率。冷却倍率高，可以获得较高的真空度，但冷却倍率增加也会提升循环水泵的功耗和设备的投资[1]。

2 目前汽轮机存在的主要问题分析

（1）实际汽轮机运行过程中，普遍的存在的现象为高压缸的排汽量比设计值高，最终导致汽轮机的高压缸工作效率偏低，从而对整个设备的经济性运行产生一定的影响。

（2）汽轮机的配汽方式。目前，汽轮机的配汽方式主要采用复合式配汽方式，即在高负荷运行时，采用顺序阀的方式来实现汽轮机的运行;而在启动初期或者低负荷运行时，采用单向阀实现对汽轮机的运行。

（3）汽轮机的启停。汽轮机的启停过程伴随着转子的应力变化，在正常的运行中，转子表面的蒸汽参数发生扰动，造成转子内部产生动态地温度场。转子在高温高压下长期运行工作，如果相关的参数处理的不合理，容易带来较大的损耗，影响汽轮机的正常效率，缩短其使用寿命。

（4）密封水系统。汽轮机的汽动给水泵轴端密封装置采用的迷宫密封，即通过间隙控制泄露的方式进行轴端的密封。这种密封装置在设备运行过程中，密封效果较好，但在泵的紧急停机过程中，会出现密封水回水不畅的现象。造成小机油箱进水，影响泵的安全运行和效率。

（5）汽轮机的机组能力。汽轮机的汽阀调节是汽轮机能耗的重要原因，在汽轮机的运行中，采用汽阀实现对不同状态下汽轮机的运行调节。其中单向阀的调节直接通过蒸汽参数调节来完成，而顺序阀则需要喷嘴控制蒸汽阀门的运行，这种调节方式只能在蒸汽压力较小时完成，压力较大时容易造成喷嘴和汽缸的变形。导致机组能耗增加[2]。

3 电厂集控运行中汽轮机优化措施

（1）优化汽轮机的配汽方式。传统的复合型配汽方式只能在额定负荷下才能实现较好的运行控制，对于汽轮机的运行负载控制要求高，因此在低负荷下进行调节时，容易造成较大的损耗。因此，可以采用三阀式的控制方式进行改进，该控制方式对于负荷控制要求低，可以有效地在低负荷运行下降低损耗，实现更圆滑的转变，提升瞬间转换的效率，实现节能。

（2）汽轮机启停过程的优化。目前，汽轮机的启动方式主要采取高中压缸联动配合的方式进行调节。但在实际的运行过程中，高压缸的排汽温度相对较高，容易造成较大的能耗。因此，需要适当降低高压缸的排气温度。可以在启动过程中将蒸汽压力预定在0.5MPa以下，及时打开高压缸的排汽逆止门，增大通流量，改善温度上升的情况。汽轮器的停止方式主要有两种：额定参数停机和滑参数停机。相对于前者，滑参数停机可以有效利用锅炉的余热进行发电，减少热量浪费。另外，还能对各部件进行有效的降温处理，对检修工作十分有利。

（3）汽轮机的管理和维护优化。科学合理的管理和维护是保证汽轮机有效运行的关键。在汽轮机启动之间，对系统的设备进行安全检查可以有效避免事故的发生。尤其是高压设备的维护和检查。例如，做好高压管道的定时清理，保证其具有较好的传热效率，减少热量的浪费。

4 结束语

在目前能源紧缺的大环境下，我国火电企业应该积极完成对于电厂设备运行的优化工作，尤其是汽轮器运行的优化，提升企业的经济性和竞争力。通过对汽轮机的配汽方式、启停和管理等方面进行相关的优化调节，可以在一定程度上保证汽轮机在良好状态下运行，提升经济性。

参考文献

[1] 崔继敏.浅谈火电厂集控运行技术的分析[J].工程技术，2016，（5）： 202.

[2] 杨冠权.发电厂汽轮机运行的节能措施[J].科技经济导刊，2016， （16）：116.

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