分析电厂集控运行汽轮机运行完善措施

2020-01-06王琨

中国金属通报 2020年17期

王琨

（国电华北电力有限公司霍州发电厂，山西临汾 031413）

近些年，人民群众对电力资源的需求数量越来越大，促使发电厂规模的不断扩大，逐渐调整了电网的结构，与此同时，提升了汽轮机的质量，提高汽轮机运行的复杂性和繁琐性。我国现阶段正处于快速发展的过程中，缺少人力资源，但是用电需求量却越来越大，由此可见，节能变得十分重要。所以，相关工作者要重视优化汽轮机的运行，提高汽轮机运行的效率和质量，实现节能的目的，满足人们的日常用电需求。

1 汽轮机的概述

汽轮机指的是发电厂在运行的过程中，不能缺少的一种器械设备，它直接影响着发电厂能否正常运行。汽轮机在工作的过程中，利用冲动作用运转，将热能逐渐转换成机械能，它属于旋转器械设备的一种。如果按照总体结构划分，可以将它分成两个部分，第一部分是转动部分，这个部分包括的零件比较多，像是主轴等，第二部分是静止部分同样包括的零件也比较多，例如，气缸、轴承等。不管是第一部分，还是第二部分，对于汽轮机而言都是确保它能否正常运行的关键。冲动作用的原理是让蒸汽喷嘴中产生的大量蒸汽，在运行过程中，经过叶气道的时候，改变其运行方向，促使它可以直接作用在汽轮机的叶片上，保障叶轮的正常转动，实现将热能变成机械动能的目的[1]。

在划分汽轮机种类时，可以按照不同的划分机制分成不同的种类。如果按照工作原理的原则划分，可以把汽轮机分成两种不同的种类，一种是反动式汽轮机，另一种是冲动式汽轮机；如果按照机构的原则划分，可以将汽轮机分成两种，一种是多级汽轮机，另一种是单机汽轮机；如果按照热力特性的原则划分，那么可以将汽轮机划分成多种，例如，抽汽式汽轮机、背压式汽轮机等。在发电厂中，人们可以常常看到各种汽轮机，而这些汽轮机几乎都是凝汽式汽轮机，这种类型的汽轮机也是使用范围最广泛的一种。凝汽式汽轮机的是主要构成部分是循环水泵、抽气器等。为了保证汽轮机的正常运行，要重视各种凝器设备，对于汽轮机而言，这些凝器设备起到辅助的作用。凝汽式汽轮机工作流程是当排出的气体遇到冷气后，会快速凝结成水，以致于气体的体积渐渐下降，将原本的封闭空间转变成真空空间，进而使气压逐渐下降，提高蒸汽的理想焓降，随之设备设施的热能效率也会逐渐提升。凝汽式汽轮机产生的排气压力也会直接影响到它的正常运行，有一些因素也会影响到排气压力，例如，冷却倍率等，它可以产生比较高的真空度，但是同样会使循环水泵在正常运行中，增加功耗和投入资金的金额。

2 汽轮机正常运行中存在的缺陷

有很多因素都会直接影响到汽轮机这种器械的经济性能，其中最主要的因素包括汽轮机的设计方面、制作方面等。如果可以科学合理地设计汽轮机，优化制造及安装等环节，那么就能最大化提升汽轮机的工作效率。

2.1 汽轮机配配气方式上存在缺陷

汽轮机运用的配气方式比较多，然而在日常生活被广泛使用的是复合式配气方式。因为被汽轮机工作载荷影响，每个阶段汽轮机配气方式都有所不同。一般情况下，会将其分成两个阶段，第一阶段为当汽轮机处于高负荷的状态下，如果想确保汽轮机的正常运行，那么通常都会运用顺序阀的方法；第二阶段为当汽轮机处于较低负荷的载荷状态下，如果想确保汽轮机的正常运行，那么通常都会运用单阀的方法。这两个阶段载荷方式各不相同，但是两个阶段都可以得到较好的运用。在低负荷的阶段，汽轮机会消耗一些节流，使用效率逐步降低，进而影响到发电厂自身的经济效益。

2.2 汽轮机在启停阶段存在缺陷

汽轮机启停阶段指的是转子应力变化产生作用，一般来说，当转子处于正常运行状态下，汽轮机自身的内部将会存在温度场，这个温度场会产生比较规则的动荡，而影响它产生动荡的主要原因就是汽轮机的开启和停止。另外，转子的表面会存在较多蒸汽，这些蒸汽会直接影响到转子蒸汽参数，有时会出现参数上升现象，有时会出现参数下降现象。这是由于转子的开启和停止，导致无法保证转子工作环境的稳定性，偶尔会存在高温环境下，因此，在设计汽轮机参数时，要确保参数的准确性，要不然就会直接影响到汽轮机的正常运行，甚至是阻碍它的正常工作。需要注意的是，当汽轮机处于启停阶段时，它自身会消耗大量的电流，这一问题会减少汽轮机的使用时间[2]。

2.3 汽轮机机组能力存在缺陷

导致汽轮机出现能耗问题的原因比较多，其中十分重要的一个因素就是因为它的气阀。汽轮机气阀的种类比较多，方式的不同导致气阀的分类方法也不同。一般来说，可以将汽轮机的气阀分成两种，一种是顺序阀调节，另一种是单阀调节。顺序阀的使用范围限制因素较多，当气阀压力较小的时候，才可以运用这种气阀，若是气阀压力相对比较大的时候，依旧使用顺序阀，那么将会使喷嘴及外缸出现变形的问题，甚至会严重影响到汽轮机的密封性，还会增加汽轮机的能源消耗数量，阻碍汽轮机的正常运行。影响单阀调节的主要因素是汽轮机的蒸汽参数，而影响顺序阀的主要原因是喷嘴。

3 电厂集控运行汽轮机运行完善措施

3.1 完善汽轮机配气方式

现阶段，绝大部分汽轮机运用的配气方式都是传统式，这种传统式配气方式功耗比较大，并且只能在低负荷的情况下使用，如果在高负荷中运用这种配气方式，就会直接影响到汽轮机的使用时间。想解决这个问题的话，就可以运用性能比较好的三阀式配气方式，这种配气方式一方面可以降低功耗，另一方面还可以最大化提升转换的效率，促进企业经济收益的稳步提升。三阀式配气方式具有一些优点，例如，流通能力比较好、在调节级别上没有较高的要求，因此可以达到节能的目标。

3.2 优化汽轮机启停方面

如今，大部分日常使用的汽轮机都是600MW，这种汽轮机的启动方式为一起使用高中压气缸，实现启动的目标。下面详细介绍一些汽轮机的启动过程：在点着锅炉前，相关工作者要认真做好准备工作，其中包含全面系统的检查和测试润滑系统，保证润滑系统的密闭性，掌握润滑油的含量，确保它的含量不低于最低页面，还包括凝汽器通循环水[3]。锅炉在运行时，如果发现锅炉的压力强度及温度有了明显的提升，那么相关工作者就要及时开启备用旁路。在高中压缸实际启动过程中，经常会出现温度升高的现象，当温度升高到额定温度时，就会减少汽轮机的使用时间，为了控制好这一现象，避免降低汽轮机使用寿命，那么就要采取各种优化措施：首先，在实际启动时，要设定合理的热蒸汽压力，通常情况下不超过零点五兆帕；其次，要确保汽轮机高压缸排气通风门一直处于敞开状态下；最后，要尽量增加汽轮机高压缸的通流量。这些措施可以解决汽轮机高压缸排气温度上升的问题，促使汽轮机正常运行。当汽轮机停止工作时，它的大部分零件都会逐渐从工作状态变成非工作状态，也可以这样说，从动态变为静态。汽轮机进气数量也会渐渐由高峰下降到零，一些主要的进气门会自己关闭。气缸另外的一些部分也会由工作时的温度渐渐降低。一般会将汽轮机划分成两类，第一类是滑动参数汽轮机，第二类是额定参数汽轮机。通常情况下，相关工作者都会使用第一类汽轮机，它有较多优点，在使用这类汽轮机时可以大大降低热量，提高汽轮机的运行效率，并且还可以利用锅炉具备的预热功能实现发电的目的，提升使用率。

3.3 加大汽轮机资金投入力度，积极研发汽轮机

除了汽轮机设备已有问题，对于绝大多数发电厂来说，缺少资金问题也十分严重，为了推动发电厂的发展，相关单位就要积极投入大量资金，帮助发电厂引入先进的设备设施、新颖汽轮机技术以及合理科学的汽轮机检修制度等，还可以分出一部分资金用以培养工作人员，提升他们的实际操作能力，帮助他们建立职业素养，促使发电厂工作效率逐步提升。如果想建立生产体系，那么就要意识到资金是建立基础。加强对资金的投入，一方面可以优化汽轮机的各个方面，促使生产电力资源的效率越来越高，另一方面对于汽轮机而言，这是一次整体化的优化[4]。另外，我国科技水平快速提升，相关工作者要重视研发和探索汽轮机的核心技术，在资金和科学水平的保障下，实现提升汽轮机运行效率等目的，将更优质的汽轮机运用到发电厂中，解决汽轮机使用过程中存在的各种问题，为发电厂生产电力资源提供保障。譬如，火力发电厂在运用汽轮机的过程中，可以充分利用静态可控硅励磁系统。如果火力发电厂想在政府部门倡导下实现节能减排，降低能源消耗、提高生产量的目的，那么就要不断对汽轮机的性能和能耗等方面进行实验，了解和掌握汽轮机性能、能耗等方面的情况。对汽轮机的各个方面进行不断地优化和改进，确保汽轮机的正常运行，降低汽轮机运行过程中的耗能，减少排出污染气体的数量[5]。

3.4 运用海水冷却塔的条件

首先，温排水量会被限制。对待各个沿海发电厂，环保部门、海洋部门等各个部门对其提出更高的要求，限制这些发电厂的温排水量，故此无法运用直流取排水系统，相关单位开始考虑运用海水冷却塔。其次，选择更优的冷却水系统方法，一些沿海工程会受到地形、水位等条件的影响，采用直流取排水方案十分困难，工程花费金额也比较高，故此可以考虑运用海水冷却塔方法。最后，排烟塔具有防腐功能，可以凭借这一功能。如果沿海地区发电厂决定运用排烟塔时，可以考虑运用海水塔方案。因为排烟塔及海水塔在使用过程中，要强化防腐，把这两者相结合，可以实现一防两用的目的，节省大量资金。另外，如果在环保政策角度考虑。海水塔方案需要的资金要高于直流系统方法，但是运用海水塔方案可以满足政府部门提出的环保要求，还可以满足温排水量限制，避免今后因温排水量出现各种问题。

3.5 完善汽轮机管理及维护工作

为了确保汽轮机的正常运行，相关单位和工作者要定期对汽轮机进行维护及管理。在启动汽轮机之前，要认真细致检查所有设备和零件，降低发生事故的几率，特别是要检查一些高压设备，确保它们可以正常运行[6]。举个例子，要定期对高压管道进行彻底清理，确保高压管道的热传递效率，在传递的过程中，还可以减少能量的损耗。另外，还要及时调整高压加热系统，使锅炉设备给水温度逐渐提升，重视对高压加热器的正常运行进行维护，确保它在运行的过程中，可以有适合的水位等。