电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨

王信杰 雷浩延

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司

电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨

王信杰 雷浩延

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司

随着用电户的增多，电厂规模的扩大，电网结构的优化调整，汽轮机作为电厂的重要设备之一，其运行过程也因电网调整等变得复杂。而且目前我国的资源有限，人口众多，各方面的用电率也在不断的上升，节能显得非常的重要。所以对汽轮机各方面进行优化处理显得非常必要。通过优化汽轮机运行，可以节省资源，提高电厂的社会经济效益，在一定程度上对国家的发展做出贡献。本文对目前汽轮机运行的问题以及对其的优化进行了具体的阐述。

电厂；集控运行；汽轮机

随着工业科技的进步以及经济的发展，火力发电厂的汽轮机设备应用水平在不断提高，同时，由于汽轮机是火力发电厂火电机组的三大重要部件之一，所以，对于汽轮机的运行优化以及如何保证汽轮机高效、稳定、安全的运行对于提高电厂工作质量，增加发电厂的发电量来说都是必须的。对于我国当前普遍存在的一些汽轮机问题来说，会导致发电厂设备运行状态不佳，降低电厂的经济效益，更有甚者会影响到发电厂的安全生产。所以，对于电厂汽轮机的优化研究是必须并且应当长期坚持的一项工作，对于电厂来说是保证工作效率，发电量等的重要基础之一。

1 发电厂汽轮机概述

汽轮机是一种旋转机械，利用冲动作用原理和反应，实现热能向机械能的转变，进而实现发电。具体的冲动原理就是通过蒸汽喷嘴中的蒸汽经过动液气道时改变方向使其作用于汽轮机叶片，进而实现叶轮的转动，使得热能转化为机械动能。而发动原理则是，当汽轮机中的蒸汽作用于汽轮机叶片时，形成气道内膨胀并不断加速叶片转动，促使叶片旋转做功。

汽轮机的工作原理决定了其具有明显的机械设备特征，也决定了其高能耗的特点，单机功率较大且具有高热效率。所以，对于汽轮机的合理优化可以使得电厂的能耗下降，效率提高，是十分有意义的。

2 电厂汽轮机耗能分析

2.1 汽轮机的启停耗损

汽轮机的启停过程是转子应力的变化。汽轮机在运行情况下，转子表面蒸汽参数发生升降，转子内部处于不稳定的温度场，转子长期在这种高温、高压下持续工作，如果参数处理不当，启动停止的过程中会产生较大的损耗，最终导致降低汽轮机工作效率较低，同时减短汽轮机的使用寿命。

2.2 汽轮机组能量耗损

电厂整体运行中，汽轮机是实现所能量转化的原动力。其运行的复杂、配合的复杂是导致能量损耗的重要原因。其中较为明显的表现是汽轮机的汽阀，通常汽轮机的的汽阀分为单阀调节和顺序阀调节。单汽阀的调节是通过汽轮机蒸汽参数直接控制，而顺序阀是通过喷嘴来控制蒸汽阀门的开关。所以汽阀压力大、喷嘴室和外缸容易变形、密封性及部分机组运行能量损失都是汽轮机组耗能的原因所在。

2.3 密封水系统问题

汽轮机汽动给水泵轴端密封采用迷宫密封。通过间隙控制泄漏方式进行轴端密封。该类型密封设计在汽动给水泵紧急停机的情况下，经常出现密封水回水不畅现象，造成小机油箱中进水。严重影响汽动给水泵安全经济运行。

3 完善电厂集控运行汽轮机运行优化

3.1 优化方案

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施加很重的负担，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。

3.2 轴封系统的优化

汽轮机的轴端汽封又名汽轮机轴封，其作用是避免外界空气进入汽轮机，也防止高温高压的蒸汽泄漏到外面，减小蒸汽泄漏量，然后减小化学补水量和避免高能位的工作介质向低能位活动。作为汽轮机必备部件，汽轮机的轴封的漏汽丢失约占内部丢失的1/3 左右。近年跟着汽轮机密封技术的不断发展，汽轮机运行的安全可靠性和机组热功率都得到相应改进，有用的提高机组热功率，减小燃料耗量，改进了电厂的经济性。

3.3 给水泵的优化

传统的电动给水泵的运行方式是定速给水，这种运行模式通过调节锅炉给水的阀门，这种方式明显存在缺陷，即当发电机组低负荷运转的时候，阀门所带来的节流损失将会非常大。所以针对给水泵的优化也是十分必要的，对于优化变速给水泵，需要技术人员根据变动速度和平移泵的曲线来完成符合工作具体情况的相关设计。相对于定速的给水泵而言，变速的给水泵优化了许多现存问题，主要是不用通过调节阀来调节水的流量，而这种变速自动控制水流来调节大大减少了发电汽轮机组在低负荷状态下的能源损耗，起到很大的节能效果，并改善整个电厂的经济生产效益。

3.4 汽轮机停机过程优化

汽轮机停机的过程中，各部件的工作都在陆续归零，进汽量在一步步减小到零，主汽门也将被关闭，汽缸等各个零部件的温度都逐渐冷却。依据进汽参数的不同，汽轮机停机分为两种，滑参数停机和额定参数停机。采用滑参数停机方式，一方面可以提高汽轮机运行效率，能够有效地利用锅炉机组的预热进行发电，减少热量的浪费。同时也能够对汽轮机各部件进行有效的降温，对设备的检修非常有利。

综上所述，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] 杨昌城，林祯烜. 电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J]. 工业设计，2016，03：125+127.

[2] 冯剑钊，张景伟. 电厂汽轮机运行优化措施探讨[J]. 科技视界，2015，12：244+282.