探索电厂集控运行中的汽轮机运行优化策略

王文斌，王永明，王 波，曹 渊

（国家能源集团泰州发电有限公司，江苏 泰州225300）

社会的生产生活都离不开电能，电能是非常重要的能源，电厂发电的效能与汽轮机的运行状态密切相关。如果电厂集控运行中汽轮机运行存在问题，就会给电厂电能的顺畅生产带来严重影响，甚至可能导致电厂经济效益受到损害。因此，对于电厂汽轮机的运行要引起重视，做好集控运行管理工作，确保汽轮机的运行状态稳定，使电厂持续生产电能。

1 电厂集控运行汽轮机概述

1.1 电厂集控运行汽轮机的类型

电厂集控运行汽轮机可分为两类，分别是冲动式汽轮机和反动式汽轮机。冲动式汽轮机的运行原理是大量蒸汽进入气道后直接推动叶片旋转，蒸汽膨胀后，加快了叶片的转动速度，也会使汽轮机的运行速度加快。反动式汽轮机的运行原理是大量蒸汽在气道内对叶片造成反作用，推动叶片旋转，从而带动汽轮机运行。由于气道内蒸汽膨胀，改变了气流的方向，从而影响叶片旋转的速度和汽轮机运行的速度。

1.2 电厂集控运行汽轮机的运行构成

汽轮机主要构成系统是集散控制系统，通过微处理器构成全分布式控制系统。这一运行构成系统出现的时间较早，而且在工业自动化领域中扮演重要角色。集散控制系统可分为分散控制和集中管理控制两类。分散控制是对系统的各个部分进行强化，使每个部分都发挥出重要作用，从而让分散控制实现想要达成的效果。而集中管理控制则是将每个部分进行集中统一，使系统的管理控制效果大幅度提升。

随着信息技术的发展，汽轮机的集散控制系统得到了更新换代，其功能越发智能化与自动化，使系统的控制能力得到提高，其控制的准确程度也比以往更高，为汽轮机运行构成系统的不断创新提供了条件。

1.3 电厂集控运行汽轮机的工作原理

电厂集控运行中，汽轮机运行原理有冲动原理和反动作用原理两类，从而形成了冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型。汽轮机的冲动原理能够使机器产生的大量蒸汽经蒸汽喷嘴中受力后直接进入气道，对叶片产生巨大的冲动作用，推动叶片加快旋转。这是一种由热能转化为机械能的过程，即蒸汽所附带的热能转化成为叶片旋转的动能。汽轮机的反动作用原理对汽轮机产生的大量蒸汽运行方向进行改变，使蒸汽膨胀加速，反向推动叶片的旋转，达到提升汽轮机运行速率的目的。

2 电厂集控运行汽轮机运行中存在的问题

2.1 汽轮机的配汽方式不完善

汽轮机通过不同的配汽方式保证汽轮机以不同的速率运转，从而达到工作效率的最优化。一般使用的配汽方式有单阀配汽和顺序阀配汽两种。如果启动汽轮机或使汽轮机处于低负荷状态，配汽选择单阀配汽方式；如果汽轮机一直处于高负荷状态运行，则必须使用顺序阀配汽，让汽轮机高速运转，使运行效率有所保障。但是这些配汽方式都不够完善，在调节配汽时存在着许多问题，给汽轮机的效能带来了影响。

2.2 给水泵的定速给水问题

通常电厂使用汽轮机发电时，需要利用给水泵为汽轮机提供定速给水，从而推动汽轮机高速运转。但是给水泵定速给水的方式需要加到的启动电压降，给水泵需要较大的运行功率才能持续工作，耗电量较高。而且还会造成水资源的大量流失，无法节约资源，也降低了汽轮机的发电效率。

2.3 汽轮机密封系统的密封方式存在不足

在密封汽轮机的给水泵时，所采用的密封方法为迷宫密封。使用迷宫密封能够对给水泵轴端进行密封，但由于存在技术上的问题，导致给水泵停机状态时会发生密封水回流不畅的现象，严重影响了给水泵的正常供水，还可能导致给水泵发生故障。

2.4 汽轮机经常发生启停情况

电厂集控运行汽轮机时，经常会因为启停操作而造成汽轮机的运行效率降低，过分频繁的启停操作还会缩短汽轮机的使用寿命，不利于电厂生产的稳定发展。在汽轮机运行过程中，一旦汽轮机的转子受到相应的应力变化，如外界的温度、压力等发生改变，就很容易造成汽轮机的启停。如果外界环境中温度、压力不能保持稳定状态，就会产生频繁的启停操作，这也将导致汽轮机难以稳定进入工作状态，不仅造成能源的浪费，还严重缩短了汽轮机的使用寿命。

3 电厂集控运行中汽轮机运行优化策略

电厂集控运行中汽轮机经常出现一系列的问题，导致汽轮机运转的功率降低，影响了电厂发电的效率。为此必须找出合理的优化措施，对影响汽轮机正常运行的问题进行创新处理，确保汽轮机能够正常运行。

3.1 对汽轮机的配汽方式进行改进

汽轮机的配汽方式在一定程度影响着汽轮机的运行效率，对其进行改进，将有效提高汽轮机运行效率。用三阀配汽方式替代通常使用的单阀和顺序阀配汽方式，能够降低集控运行系统的负荷，从而实现节能的目的。使用三阀配汽时，工作人员应定期检查阀门的密封程度是否达标，一旦阀门密封不足，就会降低配汽的效率，还可能损害到设备。三阀配汽方式比普通的配汽方式更能提升汽轮机的工作效率，对整个集控系统的安全运行也起到了很大的保障作用。

3.2 对给水泵的给水方式进行优化

给水泵的普通给水方式是定速给水，一定程度上影响了汽轮机的运行效率。因此，只有对给水泵给水方式进行优化，才能改变汽轮机的运行，使效率有所提升。可以研究平移泵的曲线，让给水泵速率发生变动，从而实现变速给水。当实现变速给水后，给水泵的水流调节得到一定的控制，水流量可变速供应，将使给水泵的效能大幅度提升，从而提高了汽轮机的运行效率，同时还能避免因为耗能而出现故障。

3.3 对汽轮机的密封水系统进行调整

密封水系统在汽轮机中是非常重要的部分，运行良好的密封水系统可以确保汽轮机的正常工作状态。一旦密封水系统出现问题，将会给汽轮机的运行埋下安全隐患。为此，调整密封水系统，保证给水泵任何时候都能正常给水和回水。对密封水系统的维护是必不可少的，定期的检查能够及时发现密封水系统是否存在密封不良的隐患，及时排查及时解决，给汽轮机的运行提供安全环境。

3.4 对汽轮机的启停操作进行改良

汽轮机在运行过程中，如果经常出现启停操作，就会严重影响到汽轮机的运行效率，而且耗能过多，使汽轮机的使用寿命严重缩短。要采取一定的有效方式对汽轮机的启动和停止操作进行优化。利用高压缸和中压缸联动运行，合理配置汽轮机运行的转子参数，汽轮机启动的暖机速度就会加快，减少了启动能源的消耗。还要定期维护汽轮机的润滑油和循环水，使汽轮机设备内部环境保持良好，对优化启动操作也有一定的效果。对汽轮机的停止操作进行优化，可以调整集控系统的转子参数，使转子参数降低，就能够降低汽轮机的运行温度和速度。这个过程中会损耗一部分能源，合理设置系统参数后，就可以有效降低能耗，让汽轮机停止阶段的效率得到提高。

3.5 对汽轮机其他设备的优化

整个汽轮机包含了众多的设备，这些设备彼此组合在一起，形成了一个复杂的工程。汽轮机在运行时，可对这些设备进行优化，从而提高汽轮机的运行效率，如定期检查电力机组的压力参数，并合理设置参数，从而使机组背压得到改变，提高了机组的性能，延长了使用寿命；对汽轮机凝汽器进行改良，从而保证真空泵稳定运行，提高其运行效率等。

3.6 坚持做好汽轮机组的日常管理和维护

机组在汽轮机运行中提供动力，一旦机组发生故障，就会影响到汽轮机的正常运行，不利于电能的稳定生产。在电厂集控运行中，需要定期对机组进行维护处理，做好日常管理工作，保证机组运行的稳定性。可以制订合理的检查维护制度，安排专门的管理人员和维护人员定期对汽轮机机组进行检查，一旦发现机组运行异常，需要立即上报领导，并迅速做出维修处理。定期对关键机组设备进行维护，必要时立即更换，防止因设备老化、破损等导致事故发生。维护人员应当重视对机组高压设备的检查，定期清理高压管道，不可积存杂物，使管道内保持干净、畅通，保证高压设备的传热效率。

4 结束语

电能给人们的日常生产生活带来了极大的便利，而且随着社会经济的发展，人们对电能的需求也越来越多。电厂在生产电能时需要汽轮机这一重要设备，其运行的效率直接影响着电厂对电能的供给。为了确保电厂安全化生产，提高电能的供给量，需要做好电厂集控运行中汽轮机的优化工作，定期进行维护，使汽轮机运行中存在的隐患、故障等得到处理，保证汽轮机的安全运行，提升电力生产效率。