火电厂汽轮机的优化运行策略探讨

张宏博

摘要：火电厂生产中的关键部件就是汽轮机，他可以把水蒸汽热能转化成机械能，为火力发电进行准备，但是汽轮机是一个易损件，经常会出现故障影响发电。本文就这一问题展开讨论，为火电厂的汽轮机优化献言献策。

关键词：火电廠;汽轮机;运行优化

1 火电厂汽轮机工作原理

在火电厂中最关键的部件就是汽轮机，并且它消耗的能量最大。因此为了提高发电量，就要对汽轮机进行更新换代。在这里先介绍一下汽轮机的内部结构。

现在全国的火电厂基本都使用的旋转式的汽轮机，这种设备是通过一些机械装置，把水蒸汽热能转化成机械能。因为这种机械装置在运行中会产生很多种能量转化。汽轮机因为内部结构不同可以分成好几个种类，对汽轮机的划分是这样的：分为单级汽轮机和多级汽轮机。

多级汽轮机还可以细分为速度级、冲动级和反动级三种，这种划分是根据热能转换为机械能的形式划分的。速度级是有两排叶子，在喷嘴处蒸汽膨胀然后就产生了动能，冲动级也是一种利用水蒸汽热能转化成机械能的一种汽轮机，反动式汽轮机也是在结构上略有不同，其作用也是适用于火力发电的。

在观察了汽轮机内部结构以后，我们看到双列速度级的做功量相当于6-8个反动级，相当于3-4个冲动级，目前双列速度级有点问题所以退出了使用，现在一般就用一个速度级。

2 火力发电厂汽轮机运行状况

通过这些描述大家比较细致的了解了汽轮机的内部结构，而且我们也看到汽轮机设计的目的是为了节能和衡量的转换，所以火力发电厂在安装汽轮机的时候都要小心谨慎，生怕设备砸在自己手里。

大家知道火力发电机组经常会出现一些状况，现在火力发电还有很多不尽如人意的地方，这些问题都会影响到火力发电的效率。在这里我们研究一下汽轮机所存在的一些问题，汽轮机在发电的时候有一个额定的指标，在实际工作中如果超过了这个额定指标，汽轮机就会出现技术故障，一般会表现为汽轮机内部产生回水，散热也会出现状况，发生这样的情况就会影响到电厂发电。

要是汽轮机内部回水出现错误，如果密封不严就会产生泄露，会影响到加热水从旁路涌出来，所以就会影响机组的正常运营。还有的时候会影响到加热器的上面出现高压现象。这样的话就会降低汽轮机内部的水温，受此影响会造成本机的汽量骤减，上一级的汽量增加。还有的时候会出现汽轮机的加热段下面增加，这样的话会出现和刚才正好不一样的现象。要解决这个故障如果直接断电就可能把汽轮机整费了，发生这样的问题是因为水泵上水的温度和正常的不一样造成的。如果不解决掉这个错误，就会形成内部水源在循环时水温偏低，那么就会影响到发电。

另外汽轮机还会出现旁路泄露现象，如果问题可以随时被发现然后得到妥善处理，这样就不会产生大的事故。如果热水泄露很多就要停机检修那样就会影响发电，现在为了可以快速的给汽轮机换水，就要用水泵来抽水。但是水泵也经常出故障，那样的话抽出来的水就倒灌进汽轮机内部，这样的话这个汽轮机组就要瘫痪了。

3 火力发电厂汽轮机运行优化策略

上文笔者用了大段篇幅描述了汽轮机在工作中出现的几种故障，为了提高汽轮机的发电效率，那就要对汽轮机进行优化处理，来激发它的运行潜力。在以上的分析中大家也看出来了，汽轮机的内部加热器容易出故障，给水泵和冷凝器都容易引发故障。所以重点是对这三个部件进行优化改进，就可以有效的控制事故提高发电效率。下面咱们就分别给这三个关键部件进行升级。

3.1回热加热器优化方案

回热加热器正常的情况下，整个汽轮机组就可以进行工作了，对回热加热器的优化可以提高汽轮机的安全使用，汽轮机内部加热器会出现故障，是因为汽轮机内部的抽气系统有问题了，如果抽气的压力过高就会导致汽轮机要多做功，这时就要改变加热器上端或者下端的压力这样就可以多做功，做功越多内部能级就高，所以通过控制汽轮机的两端压力就可以对其优化。

3.2给水泵优化

目前我厂采用了变频电动给水泵。这是一种比较先进的水泵，它是在电动给水泵的基础上加上了变频功能改造而来的一种新型水泵，在实际生产中因为它的很多优点深受电厂欢迎。用这种水泵可以带来很好的经济利益，因为它可以保持液力耦合器不动，又实现变频调速的作用，真是一举两得所以变频调速是实现液力耦合器泵轮调速的最佳方式，而且可以节电20%以上这样就符合了国家关于降低能耗20%的基本国策，为电力企业改革作出了贡献，这种调速方法很值得推广。

定速给水泵是汽轮机工作的基本方式，定速给水泵的工作要依靠锅炉给水阀门来控制给水的速度，但如果在机组低谷的时候用这种方式调节，只会引起汽轮机的更大损失。

通过研究给水泵内部的结构，对水泵的转速进行了优化，让它可以很好地控制水流量，通过对水泵的优化就解决了问题，因为以前那种比较繁琐的模式，通过优化不仅对给水泵有好处，还可以优化气动泵。

3.3凝汽器真空抽气系统的优化

凝汽器真空抽气系统是整个火力发电系统跟汽轮机基本一样重要的一个组成部分，它的正常运转关系到整个机组的命运。如果出现真空抽气系统漏汽，就会造成真空水泵抽气系统不稳定工作，现在的结果构思是，把冷凝器内部改成真空状态这样的优化方案，又可以提高电厂的发电率。

3.4优化节能运行

要经常清理过锅炉的脏东西，在每天的生产中工作人员要及时的清理锅炉，要科学的清理锅炉，定制一张表格定期的进行有规律的清理工作，科学的给出清理周期。这样可以提高锅炉的热量，让燃料可以充分燃烧这样可以保障锅炉安全、正常运转。还要保证锅炉汽压的控制，锅炉出事故大都是由汽压引起的。汽压过高会产生爆炸的危险，汽压过低就会降低效率，浪费大量资源。

3.5空冷机组优化运行

在我国煤多水少的地区直接空冷机组很受欢迎，我厂也是采用了这种空冷机组，在使用过程中也有一些问题比如：背压高、真空密封差、容易发生冻结等问题。如果严重的话会影响机组的安全运营。汽轮机的排汽直接用空气来冷凝就是直接空冷，它的优点是设备少、系统简单、占地小调节灵活。缺点是真空系统过大，泄漏点不好找，容易造成凝结水溶氧超标，受环境影响大。

4结束语

改革开放以来，我国经济高速的发展，那么用电量也在逐年攀升。这样的话就不得不提高产电输变电的能力了，所以很多火力发电厂都在鼓足干劲奔小康，本文通过对火电厂的汽轮机的介绍，明白了汽轮机的保养和使用，可以帮助企业多发电。

参考文献：

[1]闫水保，韦红旗，徐治皋，等. 热力系统动态优化模型[J]. 中国电机工程学报，2004，24（ 4） .

[2]丁大圣 .火电厂节能减排的必要性与对策分析[J ].煤炭技术 .2013.

（作者单位：国电怀安热电有限公司）