电厂集控运行中汽轮机运行优化措施研究

任宏耀

摘  要：汽轮机是提高电厂运行效率的关键设备。文章基于汽轮机结构及工作原理，围绕汽轮机在运行过程中所存在的配汽、水泵、启停及维护问题进行分析，探讨了针对汽轮机运行的优化措施，以期为电厂汽轮机优化工作提供参考，提高汽轮机的运行效率。

关键词：电厂;汽轮机运行;优化措施

引言：自20世纪50年代，汽轮机被应用于电厂，如今已有70多年的历史，但随着科学技术的不断发展和创新，原有的汽轮机运行模式已不能满足需求，需及时进行调整，才能保证电厂保持高效的电能输出。为此，必须优化电厂集控运行中的汽轮机运行机制，进而提升电厂的生产效率。

1.电厂汽轮机特点及工作原理

1.1汽轮机特点

热电联产特点是热、电负荷适应性好，但在无热负荷或热负荷较小时，机组的经济性下降。这种机组的造价比较高，适用于热负荷频繁变化的场合，热负荷变化，最大输出功率亦随之改变。热电联产汽轮机为在无热负荷时，机组发出的电功率最大，在有热负荷时，小范围内电、热负荷可分别调整，随着热负荷增大，机组输出电功率下降，当热负荷达到最大时，机组输出电功率最小。

1.2汽轮机工作原理

凝气式汽轮机是从汽轮机中间某级后抽出具有一定温度和压力的部分蒸汽供向热用户，剩余蒸汽在以后级中继续做功，最后排入凝汽器。一般包括单抽汽和双抽汽两种，其抽汽的调节主要由旋转隔板或调节阀来实现。因部分蒸汽去供热，汽轮机发出的功率和进入凝汽器的流量可随抽汽量的大小而进行改变，因此汽轮机的工况改变，热电比也随而变化。

2.汽轮机运行过程中的问题分析

汽轮机运行中主要存在四个问题，下面将进行论述。第一，配汽问题。汽轮机在不同运作中运用不同的配汽方式会使工作效率和能耗不同。传统的配汽形式分为单阀和顺序阀，但使用这两种配汽形式时常会出现故障问题，影响工作效率;第二，水泵问题。大多数情况下，汽轮机给水泵轴端采用的密封方式为迷宫密封，而采用迷宫密封的方式时常出现问题。一旦紧急停用给水泵，可能出现密封水回水不顺的情况，导致给水泵轴承进水，从而影响项目运作进程;第三，启停问题。汽轮机的启动和停运过程关乎汽轮机的使用年限，是汽轮机运行过程中最重要的阶段。错误的启停过程，会对设备乃至之后的生产都造成恶劣影响。影响启停的本质是转子应力，若转子的蒸汽参数处理不得当，会在很大程度上降低运转效率;最后，维护管理问题。汽轮机的日常维护和管理，直关乎机组的安全运行情况。在电厂集控运行中，汽轮机时刻处于极大压力作用下，长期以往，这种超负荷运转会导致汽轮机性能下降，严重的话则无法继续工作。

3.针对汽轮机运作的优化措施

3.1运用科学合理的配汽方式

当汽轮机在高负荷运作时，采取复合型配汽方式才可以使能耗和运行效率得到保证，但是，汽轮机不可能时刻处于这样的状态中，当汽轮机進行低负荷运行或者汽轮机刚刚启动之时，运行效率比较低且能耗较大，所以，对于这种情况，可考虑从较为传统的复合型配汽方式转变成更加先进的三阀门配汽方式，即单阀调节转成顺序阀调节，再转成单门调节的配汽方式。更新成三阀门配汽方式之后，不仅对调节级要求有所降低，而且在配汽过程中能够有效的降低系统运行的负荷强度，进而获得强大的流通性能。三阀门配汽方式能使汽轮机在运行过程中，优化能量损耗，并在很大程度上提高汽轮机的运行效率，因此，采用科学合理的汽轮机配汽方法势在必得。使用新型三阀门配汽方式开展工作时，检修人员须妥善处理好相应工作，对阀门进行定期检查及不定期抽查，以确保阀门的密封性，因为阀门的密封性出现问题的话，不但会导致安全事故的频发，也会对设备造成极大的损坏。检修工作人员必须保证三阀门配汽形式的合理运行，这为提高集控运行的安全性及汽轮机的有效性打下了坚实的基础[1]。

3.2优化给水泵

以前，电厂的汽轮机大部分是采用定速给水泵方式来运行的，定速给水泵的运行是依靠锅炉给水阀门进行调节的，然而实践结果表明，这种传统的调节方式存在很大问题。当机组运行处于过低负荷时，能源损失会非常大，运行效率也得不到保障。因此，想要提高汽轮机的运行效率，进行给水泵的优化必然是措施之一。那么，势必要对传统的给水泵运行方式做出改变。对于给水泵的优化运行，需要专业的技术性人员以平移泵曲线和变动转速为基础，进行变频给水泵的设计。变频给水泵的优势非常明显，它不需要像定速给水泵一样，只能通过改变水调节阀进行水流量的控制，所以节能效果会更加明显，特别是在汽轮机低负荷运行时。同时这种新型给水泵方式能够提高发电效率，还可以有效地改善气动泵组的运行经济性，进而使电厂的经济效益得以提升。在给水泵的实际优化过程中，研究出最有效的方法是对凝汽器内部不断进行改良优化，或是对电厂的热力循环系统进行改革创新，以通过良好的举措让机组的水环真空泵在更为科学、合理的条件下安全运行[2]。

3.3对启动、停机过程进行改进

汽轮机启动的一般流程为锅炉点火、升温升压、冲车及并列接带负荷等。在进行锅炉点火前，需充分做好准备工作，汽轮机润滑油系统、冷却水系统、密封油系统、炉侧各辅机油站投运正常，油质化验合格，燃油系统正常，方可点火。再把汽轮机内部抽成真空并投入轴封冷却器，在炉内压力和温度达到一定标准时开启旁路。在这一过程中，由于中缸启动并网后负荷高缸切缸带负荷，极易导致高压缸排汽温度偏高，长期下来，会对汽轮机造成一定损害并带来安全隐患。所以，必须采取相应的措施以降低排汽温度。在汽轮机启动前，可以设置其再热蒸汽压力值一直保持在0.5MPa之下，以保证排汽逆止门可以适时开启，加大进入高压缸中的汽流量，从而让高压缸的排汽温度一直控制在安全范围以内，减少机组的启动时间，减少损失，实现经济效益最大化。汽轮机停机方式包括额定参数和滑参数两种。通过对比发现，滑参数停机较于额定参数停机来说，综合效益会更好，体现在：一方面可使用锅炉机组预热发电而降低能量损耗，利于其他部件降温;另一方面滑参数停机方式还能明显提高汽轮机的工作效率[3]。因此，对于汽轮机的启停问题，相关工作人员必须给予足够的重视。

3.4设立专业维护人员

在电厂集控运行中的汽轮机运行过程中，专业的维护管理人员对于汽轮机的平稳运行是相当重要的。如若维护人员工作不到位，极有可能导致汽轮机不能按照原有模式运行，从而导致生产出现问题。因此，在电厂集控运行中，强化机组维护和管理工作是很有必要的。以前，汽轮机的机组维护和管理人员的工作效率比较低，这为机组的维护和管理之路设下了一大屏障。要想对汽轮机组的维护和管理工作进行改进，可采取下面更加科学、有效的管理办法。首先，充分做好汽轮机工作前期的准备工作，安排专业的维护管理人员，对机组的重要设备和重要部位等进行细致的检查，以保证汽轮机组的工作得以顺利开展;其次，当汽轮机在运行过程中，相关维护人员需设立检查制度，采取定期检查和不定期抽查相结合的模式。一旦发现关键设备有异常时，立即报告上级领导，等待维修指令;最后，要定期对机组的工作设备进行维修和更换，防止发生意外事故。在汽轮机运行过程中，机组维护人员需对高压设备的运行给予极高重视，要对设备定期的检查、维修，进而加强高压设备的传热效率。

结论：总而言之，在能源极度紧张的背景下，电厂想要提高电力输出效率，必须设立专业人员对汽轮机进行优化、革新，进而提高电厂集控运行的稳定性。本文针对目前存在的关于汽轮机的配汽、水泵、启停和维护问题，提出了对应的优化措施，以帮助提升电厂的运行效率。

参考文献：

[1]李伟统，闫妍，许波. 探讨电厂集控运行中汽轮机运行优化策略[J]. 科技创新与应用，2019，（36）：155-156.

[2]吴伟怀. 电厂集控运行汽轮机运行优化措施研究[J]. 科学技术创新，2019，（19）：194-195.

[3]叶博. 电厂集控运行中汽轮机运行优化策略探讨[J]. 机电信息，2018，（36）：81-82.