火力发电厂汽轮机运行管理与优化

冯福祥

【摘 要】电厂汽轮机作为电厂的重要组成部分，其运行的经济性可以在很大程度上影响机组的运行性能，本文从汽轮机运行主要因素出发，分析了汽轮机运行优化与节能的一些方法，从汽轮机启动、运行以及停机三个方面分析了汽轮所处不同状态是的运行优化方法。本文可以为实际从事汽轮机运行管理的相关人员提供参考。

【关键词】汽轮机运行；经济性；优化；节能减排

1 汽轮机节能降耗可行性分析

本文从技术和经济两个方面分析汽轮机节能降耗的可行性：首先，从技术方面来进行考虑，国内对老机组的改造开始的很早，在20世纪末就有这方面的技术改造经验。经过几十年的发展和完善，国内对汽轮机节能改造从理论和经验上的认识都已经十分成熟，能快速高效的完成对汽轮机的改造。基于以上原因，目前国内改造之后的汽轮机的运行性能得到进一步的提升，特别是热效率获得了很大程度的提升，减少能源的浪费和污染物的排放量，提升了可用能源转化的效率，此外，改造后的汽轮机在安全性和可靠性的角度都会有不同程度的提升。因此，我国当前完全具备对对汽轮机进行节能改造的技术，实现汽轮机的改进和电厂经济性的提升。另外，节能减排虽然是电厂改造的目标，但是节能改造一定会耗费相当大的资金和时间，在进行汽轮机节能改造之前一定要合理分析和计算汽轮机改造的经济性，不能简单的考虑电厂的节能看，这是得不偿失的。从过去几十年积累的经验来看，现有汽轮机的节能改造的投入与收益要远远大于采购新机组所产生的收益，从长远看也符合电厂的经济效益，因此改造具有经济上的可行性。

2 影响汽轮机运行的主要因素

分析了解电厂汽轮机运行的影响因素，找到汽轮机运行过程中的缺点和不足，才能实现电厂汽轮机节能改造的高效进行。本文总结了影响汽轮机运行性能的一些主要参数和因素，分别如下：

（1）机组真空降低，这一点对机组运行的经济性的影响是十分明显的，机组真空度降低，等于提升了循环中冷端的温度，会造成机组发电效率的降低、发电煤耗的增加，最终引起发电成本的提升。

（2）汽轮机进水，发生水冲击，水冲击不只会使汽轮机的运行效率下降，更会影响汽轮机叶片的寿命，对汽轮机的安全运行造成极大的威胁，这一点在运行中一定要避免其发生。

（3）从循环的角度来看，主蒸汽温度越高对机组的运行效率越有利，但是并不是主蒸汽温度越高就越好，主蒸汽温度过高会对汽轮机入口叶片造成热冲击，降低汽轮机叶片的寿命，当然主蒸汽温度也不宜过低，过低会使汽轮机效率大幅度降低。

（4）主蒸汽压力过高或过低，这与主蒸汽温度的影响是类似的，压力过高会冲击入口叶片，过低会使机组效率降低。

3 汽轮机运行节能的主要途径和方法

从上文的分析可以看出，主蒸汽参数和冷端参数是影响汽轮机运行效率的主要参数，所以汽轮机节能该要也要从这几个方面出发进行讨论。汽轮机节能改造的主要途径包括以下几点：

（1）维持凝汽器最佳真空，凝汽器真空是影响汽轮机运行的重要因素，为了保证汽轮机具有较高的运行效率，要通过各种参数的调节使凝汽器的真空在最佳状态，这样就可以减少汽轮机对能源的浪费，提高能源利用率，使机组的经济效益在一定程度上得到提升。具体来说，可以从以下几个方面出发来确保汽轮机的最佳真空状态：A.保证机组的密封性良好，要对机组的密封性定期进行检查，防止凝汽器密封性的降低，利用汽轮机在大修的时间合理高效的对汽轮机以及凝汽器系统存在的漏洞进行检测和处理。B.泵的维护对凝汽器真空的保持也是很重要的，泵的运行直接影响循环泵工和凝汽器冷却温度，影响汽轮机的运行效率。C.凝汽器水垢的处理是关系到凝汽器寿命和真空度的一个重要问题，要严格控制凝汽器的水质，保证凝汽器换热性能的良好。

（2）提高给水温度，给水进入锅炉吸收热量产生高温高压的蒸汽，给水温度越高，锅炉燃烧所需燃料就越少，降低了燃料的使用量，提高了机组的运行效率和运行性能。但是给水温度不能太高，太高的话就会增大汽轮机抽气量，降低汽轮机输出功率，影响机组的运行性能。对于提高给水温度，本文提出了以下几点方案：A.按照机组的相关给定规程投入机组滑启、滑停；机组启停严格按照规程规定及时投入或解列高加；加强高加运行维护，防止运行操作不当，造成高加保护动作解列。B.维持运行过程中各个高压加热器和低压加热器中水温的稳定，这不只关系到机组运行的经济性，对机组运行过程中安全性的影响也是很大的。C.检测加热器是否出现渗漏现象，并且进行及时处理，保证各个加热器运行过程中的密闭性。

4 汽轮机启动、运行及停止的合理控制

实际的汽轮机在使用过程中，都要处于启动、运行及停止三个状态中的一个，讨论这三个运行状态下汽轮机运行的优化具有很强的指导意义，可以为实际运行的汽轮机和机组提供适当的指导。首先是汽轮机的启动过程，在启动过程中降低冲转参数，冷态汽轮机的冲转参数为：主汽压力2.5～3.5MPa，主汽温度为300℃以上，具有50%以上过热度，且不高于420℃，凝汽器真空在60KPa以上。但根据现有的运行情况来看，每次启动机组时主汽压力都高于2.5～3.5MPa，真空都高于80～90KPa，每次在启动后都需要长时间暖机，从而加长了并网时间，增加了启动时的厂用电率，每次锅炉启动后汽轮机方面暖管的时间长，暖管的质量不高，从而每次启动汽轮机前主汽压力均偏高，针对此种隋况特提出以下措施：主汽压力高采用开高低旁的方法将压力维持在2.5MPa～3.0MPa左右，适当手动开启真空破坏门维持汽轮机真空在65～70KPa，以增加进^汽轮机的蒸汽量，提高暖机速度而目还有利于胀差的控制，缩短并网时间。其次是汽轮机的运行，这部分也是汽轮机大部分时间运行的装状态，运行的好坏直接关系到电厂运行的经济性，汽轮机采用“定—滑—定”的运行方式，即在极低负荷时为了保持锅炉的水循环工况和燃烧的稳定性、给水泵轴临界转速的限制，因而采用低水平的定压调节；在高负荷区域采用喷嘴调节，用改变通流面积的方法毫以保持机组的高效率；在中间负荷区一个调节汽门关闭，处于滑压运行状态，此时通过锅炉调整压力来加减负荷。且“定—滑—定”适应负荷变化能力强，能满足机组一次调频的需要，此种方式也由于只有一个调节汽门未全开从而减少了节流损失。在高负荷运行时汽轮机的主汽压力，主汽温度适当提高，保证加热器有高的投入率，合理调整加热器水位，减少加热器端差提高给水温度。最后就是汽轮机的停机过程，汽轮机机组在正常停机或在非计划停机时宜采用滑参数停机，这样即可以利用锅炉余热发电，也可以降低锅炉、汽轮机设备的温度以利于设备的检修。

5 结论

环境的恶化和能源的短缺，使国内外逐渐认识到节能减排的重要性。我国要走可持续发展的到来，节能减排是必不可少的。电厂作为我国的能源大户，能源的节约就显的尤为重要。电厂汽轮机作为电厂的重要组成部分，其运行的经济性可以在很大程度上影响机组的运行性能，本文从汽轮机运行主要因素出发，分析了汽轮机运行优化与节能的一些方法，从汽轮机启动、运行以及停机三个方面分析了汽轮所处不同状态是的运行优化方法。本文可以为实际从事汽轮机运行管理的相关人员提供参考。

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[责任编辑：王楠]