浅析如何优化发电厂汽轮机运行效率

贺祥

【摘 要】发电厂是我国重要的能源来源部门，发电厂的运行效率很大程度上影响着我国整体的资源利用效率。根据近年来的相关数据，我国发电厂的汽轮机运行效率一直偏低，浪费了大量的资源与能源。本文在分析汽轮机存在的问题的基础上，进一步对发电厂的汽轮机运行效率优化措施进行探究，希望以此为节能减排与可持续发展的实现提供一些具有价值的参考凭据。

【关键词】发电厂 汽轮机 运行效率

发电厂主要是通过各种燃料燃烧，将原煤等在燃烧后产生的热能加热水，再通过这些高温度的蒸汽通过汽轮机后转化为动能，最后经由发电机转化为电能供给电网。发电厂的汽轮机系统比较复杂，影响其运行效率的因素主要有：凝汽器的端差与背压、补水率、主汽压力与温度、循环水泵耗电率、汽缸热效率、附属系统性能等。对发电厂的汽轮机运行效率进行优化，也就是说要熟悉整个热力系统，分析系统中潜在的节能技术，从而对系统进行优化设计与改造，提高整体的运行效率。

1汽轮机存在的问题

由于汽轮机的结构较为复杂，影响其运行效率的因素有很多。其中，对整个汽轮机的运行效率影响最大的几个因素有：疏水泵的性能、机轮机的性能、轴封结构等辅助系统的性能（1）。在实际生产中，发电机的汽轮机在运行过程中这些子结构都或多或少存在一些问题。本文针对目前存在的这些问题展开分析。

1.1汽轮机整体的问题

在实际生产中，汽轮机高压缸的排气温度往往超出设计值，使得大量的能力通过热能的形式耗散，使高压缸的效率降低，导致整个汽轮机的运行效率变低。此外，若汽轮机的密封效果不好，缝隙大时，会导致漏气量大，增加系统所需的能量。在负荷较大的情况下，会影响到汽轮机的稳定性。此外，汽缸掉门的振动振幅过大时，也会影响到系统的安全性。

1.2疏水系统的问题

在实际生产中，汽轮机的疏水结构设计大多过于庞杂，使工人操作与管理起来较为麻烦。复杂的设计使得系统容易出问题，特别是疏水管道的阀门容易发生泄露，使高温的蒸汽与凝汽器相遇，影响汽轮机的资源利用率与凝汽器的运行。此外，疏水集管与扩容器之间的温差也容易使相连的管道发生破裂。

1.3轴封系统的问题

虽然目前大多数发电厂的汽轮机中所用的轴封系统已经具有较高的运行效率，但仍存在一些问题。由于轴封系统设计较为简单，因此在汽轮机启动与停机时，轴封压力急剧降低，其变化范围过大，不能自动调节。而在汽轮机运行时，轴封的蒸汽压力又太高，会影响系统的密封性，导致蒸汽泄露。其它的一些辅助结构，也有很多影响汽轮机运行效率的因素，比如在循环水结构里，水泵电机不能实现实时改变转速，使在较低符合时电机仍保持较高转速，导致不必要的消耗。

2发电厂的汽轮机运行效率优化措施

通过上文对发电厂的汽轮机存在的问题分析来看，要优化汽轮机的运行效率，要从以下几个方面来进行：

2.1对汽轮机整体的优化

对汽轮机整体的优化，指的是依据标准加强对汽轮机的运行维护，防止由于操作失当导致程序出错；定期清理加热系统的管道，可以一定程度的提高供热效率，避免由于管道内的沉淀物损耗热能（2）；定期检查管道是否渗漏，特别是要防止热管泄露。为提高汽轮机的效率，还可以在规定范围内合理控制锅炉中燃料的量及添加燃料的速度，尤其是要控制好汽轮机停止与开始工作时水蒸汽的温度。

此外，在检查与维修汽轮机时，还要注意加热环节是否有漏点，并注重水室的密封性能。如果脱水室的焊接密封性能较差，则汽轮机在水蒸汽进行加压的过程中就会发生高压蒸汽泄露事故，泄露出来的热量会与冷水管做能量交换，大大损失了系统热能，导致汽轮机的给水温度较低，使整个系统的启动时间变长。

2.2疏水系统及凝汽器的优化

根据上文分析可知，目前疏水系统主要存在的问题就是容易由于系统的复杂性而发生泄露，导致凝汽器运行出问题。而汽轮机凝结器是确保汽轮机整个系统最佳运行的前提与基础。为保证其处于正常运行状态，具体的优化措施有：第一，要保证整个疏水系统的密闭性，为此每个月要对整个系统进行超过两次真空密闭性试验，并在检修过程中进行凝结器的灌水找漏试验。第二，做好对疏水系统定期的运行检查与维修工作，主要是检查疏水水泵的水位是否处于正常要求，水温是否在规定的范围内。第三，要实时监督疏水系统的管线内所用的循环水的水质是否正常，确保凝汽器的铜管内没有水垢。若在检修过程中发现存在水垢，要及时清洗掉。第四，要确保凝汽器的水位正常，也就是说保证热水交换的冷却面积，使整个疏水系统处于安全、经济的运行状态。

2.3轴封系统的优化

根据上文分析，轴封系统存在的问题主要是无法控制在汽轮机启动与停机时轴封处蒸汽压力的大小及变化。目前对轴封系统的优化主要是：将轴封平衡感的压力使用压力变送器进行测量，再通过压力变送器将压力信号传入控制系统中，与设定值进行比较分析，经过整定计算，将计算得到的标准信号再输入给电动调节阀的电气转换器开关中，从而对调节阀的开度进行调整，使汽轮机的轴封蒸汽压力一直处在规定范围内。

此外，在汽轮机启动时还可还可以依据汽轮机的启动曲线合理选择相关参数，先使用旁压先开的方式开启真空破坏门，使汽轮机的真空维持在规定范围内，增大汽轮机的蒸汽量，加快暖机速度（3）。在汽轮机停机过程中，还可以通过使用合理的停机参数，以保证系统的各个部件不会因为紧急停机而造成破坏，有效延长整个系统的运行寿命。

轴封系统的优化是一个周期较长的过程，发电厂工作人员应及时运行过程中轴封出现的问题及性能数据异常情况反馈给设计厂家，为其优化轴封系统提供实际数据与材料。通过不断的调试与优化，可以使轴封系统实现较为理想的运行性能。

3结语

发电厂是我国重要的能源来源部门，对其运行效率进行优化具有较高的意义。对汽轮机运行效率的优化可以从其存在的问题角度来进行。一般而言，汽轮机主要存在的问题主要是汽轮机整体、疏水系统过于复杂、凝汽器密封不好、轴封系统设计简单无法控制压力，针对这些问题，本文提出了相应的优化建议，可以有效提高发电厂汽轮机的运行效率。

参考文献：

[1]王文霞，赵亚琼，洪元涛 等.关于发电厂汽轮机运行效率优化探究[J].科技经济市场，2014，（6）：121-122.

[2]张伟.浅谈电厂汽轮机运行优化措施[J].科技创新与应用，2014，（25）：113-113.

[3]张清宇.发电厂汽轮机运行效率优化分析[J].科技展望，2015，（3）：36-36.