浅谈电厂汽轮机运行优化措施

华电电力科学研究院 孟献兵

浅谈电厂汽轮机运行优化措施

华电电力科学研究院 孟献兵

在我国经济不断发展的同时，电力企业亦高速发展。随着电厂规模的不断增大，其能耗也不断增加，在其中汽轮机组运行过程中的能耗便占据很大部分。如果可以优化汽轮机的运行过程，便可以降低我国电厂中的能耗，提高我国电厂的发电效率。本文中将原传统配汽方式转换成顺序阀配汽方式，进而优化汽轮机组的运行过程。并且分析了其电厂汽轮机的滑压运行曲线对文中优化措施的效果进行了验证，在实现电厂汽轮机降低能耗以及提高效率有着重大作用。

电厂汽轮机；运行优化；措施；探讨

前言

在汽轮机开始工作时，大汽阀便会先行开启，用以增大蒸汽流量，其进入汽轮机内部后带动汽轮机开始运转。因此欲提高汽轮机的工作功率，我们可以采用优化汽轮机蒸汽参数的方法来实现。汽轮机汽阀一般可以通过单阀调节或者顺序阀调节来进行控制。其中前者便是利用其蒸汽参数进行控制，而后者则是用喷嘴开关阀门。就我国目前现况而言，大部分电厂中使用复合型的配汽方式。即在启动以及负荷较小的时候采用单阀，在额定工况时采用顺序阀。这种方式在负荷比较高的时候效率比较高，但是在开启以及负荷较少时则具有非常严重的节流损失。为了实现节能减排，提高汽轮机工作效率，我们可以采用优化其配汽方式来达到目的。

1.汽轮机配汽方式的优化措施

1.1 传统汽轮机配汽方式简介

由上述叙述中可知，在汽轮机运行过程中，我国大部分电厂使用复合型配汽方式进行控制。可以通过改变蒸汽参数及其流量控制各个阀门的工作过程。当汽轮机的负荷比较小的时候，一般由单阀进行节流调节。而且在这一过程中，四个阀门一起工作。在负荷增大到一定程度时，开始成为顺序阀调节，部分阀门停止工作。这种工作方式的负荷在90% 以上效率可以到最高。然而在实际运行过程中，改变阀门调节时会产生大量损失，为改善其运行过程，便会优化其滑行参数来达到理想工况。其中一种有效措施便是在运行过程中保持阀门开度，利用蒸汽压力改变负荷。但是这种方法也存在着一定的弊端，在运行过程中负荷发生突变，因此顺序阀调节时会产生较大的损失。

1.2 优化方案探讨

通过一系列的相关分析，可知，在传统的复合型配汽方式会在负荷作用突变过程中引起过高的热损。为避免上述情况的发生，本文提出以下的调节方式用于优化电厂汽轮机运行过程。将传统阀门调节方式即从单阀转为顺序阀调节方式改变为单阀式--顺序阀式--单阀式的“三阀式”调节方法。这种方法可以在改变配汽方式的时候合理优化负荷作用，在此过程中需要注意认真校核调节级的强度。这种新式调节比之前传统的调节方式而言，在汽轮机的负荷突变时损耗更小，其可以通过分担系统负荷而使得效率大大提升。传统的调节方式在突变瞬间便会对系统世家很重的负担，能耗增大，调节级强度过大，不利于系统调节。

其次在针对优化滑压运行曲线方面，新式配气方式比传统的在流通能力方面更加优秀。虽然在运行过程中，新式的配汽方式会改变原有的运行方式，但是其强大的调节鞥能力会更加有效的改变负荷运行方式，而且在转变过程中，耗能会大幅减少，效率更高。

2.实例分析

为验证上述中的新式配汽方式的成果，特做下列研究探讨。我们在某电厂改变其汽轮机的调节级喷嘴组的运行过程为上述优化方案，并且将不同的调节方式进行比较分析，该厂中的汽轮机调节级喷嘴组的安装方式如下图1所示。

图1 轮机调节喷嘴组的俯视图

通过研究在传统配汽方式的工作，我们可以得出配汽阀门的开度，其便如表1所示。

我们分别使用三种配汽方式对电厂汽轮机的调节级喷嘴组进行调节。其一：通过逆时针顺序进行调节，即2-4-3-1的方式。其二通过逆时针对称顺序进行调节即2-3-4-1的方式。其三采用顺时针对称的顺序进行调节，即4-1-2-3。

通过在相同条件下对各组优化方案进行分析运行，便可以统计出各个方案下对上述调节方式进行研究之后便可以得出各个系统的热耗装态，并且根据数据结果便可以对其配汽方式的优化程度有一定了解，可以得到各个系统的效率高低。其热能损耗实验结果如下表2所示。

从实验结果分析可以得到，在上述三个优化方案均有减少能耗的效果。而且其中第一个优化方式在提高效率减少能耗的方面的效果最好。并且通过进一步对上述方案的负荷转化效率，采购成本以及发电效率进行分析，我们通过对优化方案进行为期一年的跟踪调查可以得出如表3的结果。分析结果可以知道，上述优化方式1的使用可以大幅提高汽轮机组的运行效率，降低能耗，提高企业利益。

3.发电厂汽轮机的发展趋势

在电力企业的发展进步过程中，汽轮机做出了巨大的贡献，即使高科技不断进步的过程中，汽轮机仍然在电力企业中占据这重要地位。目前为提高电厂发电效率、减少能源损耗，我们应当对汽轮机进行优化研究。目前研究方向有如下几种。

首先减少汽轮机的热能损耗，减低损耗的主要技术便是通过热能与动力工程当中的二次循环再热过程以及提高蒸汽参数。高发电效率以及低能耗必定是汽轮机未来发展的方向之一。而且随着各种新型技术的问世，各种设备的创新发展，汽轮机的转化率也逐步迈进，虽然目前效果并非十分突出，但是转化率作为汽轮机运行过程的重中之重，必定在未来发展中占据很大的比重。

4.结语

随着人们对环境保护意识以及能源节省意识的增强，我国目前大部分企业都在向着可持续发展以及节能减排的方向不断努力，电力企业也是这样。目前我国电力企业仍然以火力发电为主，这种发电方式的能耗过高，发电效率并不十分突出。因此我们需要对其进行优化，利用热能与动力工程中的相关内容，不断提高其工作效率，提高产业利润。通过对其运行过程中的每一处细节进行合理优化，促进电力企业的发展，提高我国的经济利润。

[1]中国动力工程学会.火力发电设备技术手册(第二卷)[M].北京:机械工业出版社,1998.

[2]中国国家标准化管理委员会.电站汽轮机热力性能验收试验规程GB/T 8117.2-2008[P].北京:中国标准出版社,2008:8-44.

[3]李强,刘金福.汽轮机配汽设计改进技术[J].海尔滨工业大学,2008.

[4]方庆海.火电机组节能潜力诊断方法研究与应用[J].动力工程,2011(11).

孟献兵（1982—），男，工程师，主要从事火电厂调试、热经济性分析工作。