电厂集控运行中汽轮机运行优化策略探讨

邢锐 郭云斌

【摘 要】在电厂集控运行中，汽轮机作为核心部件，其运行的安全性、稳定性和工作效率，会对电厂的发电效率和实际效益产生较大影响。在实际生产中，为避免发生影响汽轮机安全性和工作效率的问题，必须持续对电厂集控运行汽轮机开展优化工作，使汽轮机能够长期安全高效运行，保障电厂的发电效率和经营效益，进而满足社会对电能的需求。

【关键词】电厂集控运行；汽轮机；运行优化；策略

1汽轮机工作原理及其分类

汽轮机是一种表面设有大量叶片结构的旋转式蒸汽动力装置，该装置主要将蒸汽的热能转化为机械能，从而驱动发电机进行发电。具体过程为：锅炉将其内部的水加热后变为水蒸气，由于液体向气体转化的过程中体积快速膨胀，因此蒸汽沿管路加速进入汽轮机，并从一定角度的喷嘴中快速喷向汽轮机叶片，推动汽轮机叶片旋转，从而实现了热能到旋转机械能的转化。汽轮机在发电厂里有着重要的地位，只有保证汽轮机的正常工作才能顺利产生电能，保障社会的进步，居民的正常生活。市面上的汽轮机有多种不同的结构，结构的不同导致它在正常运行时的的工作效率也不一样，每种汽轮机的工作原理也不一样，这就要求技术人员要充分了解不同的汽轮机的工作原理。汽轮机大致的种类在下文中有详细介绍：①从电厂汽轮机的结构功能出发，可以分为单级和多级，单缸和多缸，单轴与双轴汽轮机。②汽轮机的种类有很多，如果是单纯的将其按照工作原理分，可以分为以下几种：速度式汽轮机、冲动式汽轮机、反动式汽轮机。这几种汽轮机的大致区别在于膨胀位置产生的不同，首先是速度式汽轮机，这种汽轮机是由蒸汽在喷嘴中膨胀的，其次是冲动式汽轮机，这是在各级碰嘴处及静叶部位所产生膨胀的，最后是反动式汽轮机，此类是静叶、动叶均发生膨胀的，其相同点是膨胀之后所产生的动能在汽轮机上进行应用。③依据汽轮机热力特性的不同，可把汽轮机细分为：蒸汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机以及饱和蒸汽式汽轮机。

2电厂集控运行中汽轮机运行问题分析

2.1汽轮机轴承损坏

轴承是汽轮机运转的重要零件，也是其拖动发电机运转的主要支撑部分。但是，若是工作时间过长，受到长期振动、摩擦和高温的影响，汽轮机的轴承会出现一定的裂纹，从而影响到了轴承的运转质量。同时，由于长时间不清理，轴承室内也会存在一定的杂质，轴承润滑的油脂也会因为变质而失去其原来的润滑作用。此外，质量问题也是导致汽轮机轴承损坏的一个重要原因。若是内部部件质量无法保证，则在工作中，汽轮机内部的高温环境会对轴承产生很大的影响。轴承损坏是汽轮机的重要故障之一，很多情况下，一些微小的故障若是没有及时发现，轴承的损坏会因为进一步的高强度工作加速恶化，从而可能引发大的安全事故。

2.2真空下降

真空下降也是导致汽轮机运行故障的原因之一，会影响设备运行功能。汽轮机运行期间，零部件相互摩擦会产生热量，保养不到位就会造成真空下降。具体分为两种情况：一是急速下降，原因在于循环泵的总压力出现零归位；二是缓慢下降，原因在于水量不足，出口温度、进口温度的差异明显，造成出口堵塞。

2.3油液质量不佳

油液质量不佳时造成汽轮机油系统故障的主要原因之一，主要表现为油液中颗粒物以及水分子含量过高，远远超过了汽轮机正常运转的范围。在油液中水分含量过高的情况下，很容易造成油质乳化问题，而在该情况下，油液将难以发挥出其预定作用。以润滑油为例，其在乳化的情况下，粘度将大幅度降低，容易造成轴承部件中油膜的破坏，一旦出现该问题，轴承转动过程中可能出现摩擦增加的问题，严重时可能出现干摩擦现象。另外，由于油液的乳化，其防氧化作用也会大幅度降低，会导致保安系统锈蚀，严重时将降低相应构件活动的灵敏性，甚至可能出现保护拒动。

2.4汽轮机组振动过大

电厂汽轮机设备的机组振动过大问题，是汽轮机故障中较难处理的问题之一，而造成这种现象的主要原因有以下几种：第一，汽轮机组中的叶片发生损坏；第二，汽轮机连接部位的螺栓安装不牢固；第三，汽轮机运行时使用的润滑油质量不高，甚至含有大量的杂质。这些都会造成汽轮机组发生故障，一旦汽轮机在运行中机组振动过大，就会对其轴承座和汽缸连接部等带来伤害。

3电厂集控运行中汽轮机运行优化策略

3.1汽轮机轴承损坏的优化策略

为了保障汽轮机工作的安全性，首先就需要严格按照相关标准，生产或者采购质量有保证的轴承。同时，对于电厂工作人员，也要在工作之前，对轴承进行重点检查，仔细检测是否有裂纹等损坏现象。若是发现问题，需要及时上报，并更换轴承。而在平常的工作中，也要做好汽轮机轴承的防护工作，避免其损坏。可以将防轴电流装置安装在轴承的相关环节上，并需要对轴承周围温度进行严密监控，避免温度过高对轴承造成的损坏。当轴承在检修工作中被发现有故障时，就需要做好维修工作，及时排除故障。在故障排除工作中，必须保证安全，工作也必须在装置完全关闭下进行。

3.2真空下降的优化策略

对真空下降故障进行检查时，首先要对照表计，当真空表明显下降、排气室温度下降，可以断定真空下降。查明原因可以辅助利用真空泵、空气抽气器等，根据不同原因进行处理，具体如下：①循环水中断，应启动备用循环泵，确保泵处于正常转向；没有备用循环泵，则将负荷降低为零，打闸停机，调整水位并清理堵塞。②真空泵异常，应启动备用真空泵，水位过低应及时补水，使其处于正常水位。③凝汽器满水，应启动备用凝结水泵，并打开水位调节阀，必要时将凝结水排入地沟，促使水位恢复正常。④轴封供汽中断，主要是压力调整期失灵引起的，应开启轴封调节器的旁路阀门，检查除氧器内是不是处于满水状态，如果满水要降低水位，使用轴封的备用气源。

3.3油液质量不佳的优化策略

油液乳化多是因为水分含量较高，在出现剧烈搅拌的情况下，很容易出现乳化问题，且高温作用下空气与油液的反应也可能造成油液乳化。为避免油液乳化，有必要对油液的含水量进行合理控制，坚决杜绝油箱进水问题。重点需要对冷却水漏入以及轴封漏气进行防控。对此，必须加强对冷却水压力的查验工作，要确保冷却水的压力满足相关规范（即低于油液压力）。同时需要加强汽轮机轴封性能的检测，确保其密闭性能良好。应该定期做好油箱底部水分清除工作，在清洗油系统之后，需要及时清除系统内部残余水分，尽可能降低油液中水的含量，以保障油液质量。

3.4振动过大的优化策略

要避免汽轮机组振动过大问题，首先，需要对断裂的叶片进行修复，避免出现不平衡现象；其次，按照相应的操作规程严格执行每一環节；最后，确保汽机启停符合工作流程，加强对汽轮机振动情况的系统监视，将振动参数控制在合理的范围内，并在机组中安全相应的保护装置。

4结束语

目前我国环境保护力度持续加码，为更好地满足社会的环保需求和日益增长的电能需求，提升现有火电汽轮机组的发电效率是最高效的方式。本文以发电厂为研究对象，针对其存在的汽轮机运行题，提出了对应的优化策略，对于促进汽轮机组的高效稳定运行，帮助提升发电效率和经营效益具有重要意义。

参考文献：

[1]吴志敏.电厂汽轮机运行中的常见问题及解决对策[J].中国高新技术企业，2017，12：111-112.

[2]张宝东.试论电厂汽轮机运行中的故障及其处理对策[J].企业技术开发，2016，3512：112+114.

[3]陈胜利，荆涛，李高潮，吕凯，章治国，穆琳.排汽压力对汽轮机运行优化试验结果的影响研究[J].热力发电，2013，4204：28-30.

（作者单位：国电电力大同发电有限责任公司）