论火力发电厂汽轮机的优化运行

【摘要】作为能源转化的重要基地，火力发电厂中包含很多系统以及设备，其中的每一项设备都有可能影响火力发电厂的经济效益，而火电机组中最重要的一项部件即为汽轮机，其对电厂运行的经济性以及安全性都具有非常关键的作用。本文首先介绍了火力发电厂汽轮机的基本特点以及工作原理，然后分析了我国火力发电厂汽轮机的运行现状，并提出了汽轮机运行的优化措施，希望能够以此促进火力发电厂汽轮机的优化运行，从而提高发电厂运行的经济性以及安全性，促进火力发电厂的可持续发展。

【关键词】火力发电厂；汽轮机；运行；经济效益

最近几年，国民经济发展尤为迅速，社会电力需求不断提高。而从整体上来看，我国电力结构正发生着显著变化，电网负荷在白天和夜晚之间的差值也日趋明显，这对火力发电厂当中的汽轮机组运行时间产生可一定的影响，应使其与电网调峰相适应。但是，目前我国运行的汽轮机组为大容量的，其设计原理为基本负荷。当前，运行状况为变负荷与启停频发。因此，在安全性和热经济性上，汽轮机显著不如之前。所以，为了使其运行安全性能得到保障，当前发电企业的重点课题应为不断优化目前火力发电厂的汽轮机，以期实现节能增效的作用。

一、火力发电厂汽轮机概述

（一）汽轮机的基本特点

在火力发电厂，汽轮机的工质为蒸汽，其机械能是由热能转化来的。故，发电机发电所需的机械能是源自于蒸汽。目前，在火力发电厂中，有两大主机属于三大主要设备当中的成员。以下几点为汽轮机的主要特征：第一，汽轮机具有高热效率，尤其是凝气式汽轮机组及供热机组，二者的综合热效率分别为40%和80%；第二，由于汽轮机属于回旋的范畴，可以连续不断地开展工作，因而，其单机功率比较大；第三，汽轮机机组运行平稳，极少发生事故。为了提高汽轮机的利用率，在一般状况下，三年进行一次大修；第四，汽轮机具有较高的热经济性，其可使用各种廉价材料[1]。

（二）工作原理

汽轮机属于一种旋转机械，其作功的实现是通过蒸汽产生的热能来完成的，所以，其主要工作原理是将热能向机械能转换，而其中主要包括两个基本原理，第一个基本原理即为冲动作用原理；第二个基本原理为反动作用原理。

（1）冲动作用原理主要为：在汽轮机中，蒸汽从喷嘴中流出来，在经动叶汽道时，蒸汽就会改变其流动方向，对叶片进行冲动，并使叶轮转动，形成机械功。（2）反动作用原理主要为：在汽轮机中，蒸汽流至动叶片，形成汽道内膨胀，并且会不断的加速，汽流就会对动叶坐出反动力，而使叶轮转动，形成机械功。第一种工作原理的主要特征是蒸汽在动叶汽道内，只改变方向而不加速。第二种工作原理的主要特征是蒸汽在动叶汽道内不仅会改变方向，而且还会不断的加快速度。

二、我国火力发电厂汽轮机的运行现状

20世纪50年代，我国开始正式运用火力发电厂汽轮机。发展至二十世纪六七十年代，各汽轮机厂都纷纷开始研制燃气轮机。但是，由于后来我国调整了能源结构，天然气投入不足，从而增大了燃气轮机研制的成本。直到最近十年，我国才在一定程度上调整了能源战略，燃气轮机的研制也重新起步，并在短时间内以较快的速度发展起来。而且，汽轮机国产化的实现主要是源于采用市场换技术的形式。最近几年，很多火力发电厂的运行机组均开始老化[2]。为了提高设备的精密把脉率，强化状态监测，很多火力发电厂开始利用绩效管理系统来对机组进行检修，以杜绝各种因设备故障而引起的突发情况，不能使汽轮机机组“带病工作”，应及时解决其中存在的安全隐患，从而保证火力发电厂汽轮机机组能够安全、稳定的运行。

三、火力发电厂汽轮机的运行优化

（一）给水泵的优化

原本，电动给水泵是以定速给水泵来运行的，主要依靠于是调节锅炉给水的阀门。的确，必须承认此种方式具有明显的缺陷，即当机组向低负荷运行之际，阀门带来比较严重的节流损失。因此，应该对变速给水泵进行进一步的优化与完善。其主要实现途径是通过变动转速以及平移泵的曲线来完成。采用此种形式的水泵明显要优越于速给水泵。其主要优势是积水流量无需通过给水调节阀来改变，尤其是运行至低负荷之际，可以获得明显的节能效果，而且，采用此种方式，还能改善气动泵组运行的经济性能。

（二）回热加热器的优化

实际上，正常运行回热加热器对火电机组具有重要的意义，相比原系统来说，新系统的工作效率明显要高。而就能级来看，汽轮机的各级抽汽均是具有差别的。在此种状况下，抽汽压力越高，则此级抽汽返回汽轮机时将或作出更多的功。相应地，其能力和能级均将增高。汽轮机可利用其回热系统，使其在汽油机内的做功效率得到一定程度的增强。由此产生的影响主要包括以下几点：第一，加热器的上端差的变化；第二，加热器的下端差的变化；第三，抽汽压损的变化。而优化后的新系统，则能使汽轮机能更好地运行，并将其可能存在的个体差设计在合理范围内[3]。

（三）汽轮机背压的优化

背压属于排汽压力（汽轮机的），背压一旦发生变化，即将影响汽轮机组的各种参数，尤其是机组的热损耗及机组出力，与此同时，还会在一定程度上影响这整个机组的煤耗量。背压参数值主要由以下三个参数决定：第一，机组负荷；第二，循环水温度；第三，流量所。为了使背压值增加和循环水泵耗能增加之间的关系能更加确定，可应运用机组净出力法于优化实验当中。主要要过程即在不同的负荷下，使凝汽器的背压值发生改变，并对机组所增加的功率进行测量，并以目前循环水泵耗能情况为基础，得出最佳的汽轮机组的背压。

（四）凝汽器真空抽气系统的优化

在火电机组中，有一个非常主要的组成部分，即为凝汽器真空抽气系统。该系统会在极大程度上影响着火电机组的常规运行。在原系统当中，经常会发生设备故障的情况，而且，如果真空系统漏出了较多气体的时候，就会造成水环真空泵超载，从而严重损坏机组。因此，切实提高机组的运动性能才采用凝结器内部真空来实现。系统在获得优化以后，会具有各种优势，例如电厂热力循环效率会大大提高等等，所以凝汽器真空抽气系统开始被广泛的运用于实践当中。

（五）循环水泵匹配方式的优化

汽轮机组凝汽器在以下几方面需特定：1.冷却面积；2.清洁度；3.严密性。在某一负荷条件下，凝汽器压力的获取与循环水的温度和流量有重大关系。如果循环水的温度不同，那么其流量也将会出现一定的差别，对于循环水泵的运行也起到了一定程度的决定作用[4]。故在开展优化实验之际，应将循环水泵及叶片的角度进行调整，接着，再测量循环水泵的流量和功耗，以实现循环水泵的最佳配置。

四、结语

总的来说，我国拥有非常大的能源需求，而且这需求还在不断的增大。因而，目前我国电力行业亟待解决的问题是采用高效的能源来发电。当前，我国发电主要是采用火力的方式，在成本上，造成了一定的浪费现象。所以，应该不断的完善与优化当前的发电方式，并提高资源的使用率，减少污染物的排放，从而实现节能减排、绿色环保。当前，我国政府部门开始对增容后的调度容量进行批复与认定，电价政策以物价部出台的标杆电价为准，积极改造发电技术，并深入落实节能减排工作。另外，应增强对火力发电厂的管理，实现国有资产的增值与保值，使节能减排机制能更好地服务于社会经济的发展。

参考文献

[1]吕太，吴海波.汽轮机最佳运行工况的经济性试验分析[J].东北电力大学学报.2010，07（03）：36-37

[2]栾友.浅谈火力发电厂汽轮机的优化运行[J].黑龙江科学，2013，09（02）：90-92

[3]王吉勇.火力发电厂机组优化运行与辅机节能改造研究[J].沿海企业与科技，2010，04（09）：102-103

[4]邓甜甜.火力发电厂汽轮机的优化运行思考[J].科技创新导报，2013，09（06）：59-60

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