集控运行汽轮机运行优化措施分析

高 阳

（国能常州发电有限公司，江苏 常州213000）

目前，部分电厂的集控运行汽轮机经常会出现运行配汽问题、定速给水问题等，导致运行的稳定性降低，应用效果不佳，难以满足相应的工作要求、发展需求。因此，在电厂集控汽轮机运行管理的过程中，应结合问题的发生特点与具体状况，针对性地进行优化处理，保证所有汽轮机的良好、稳定、全面运行。

1 集控运行汽轮机分析

1.1 构成特点

通常情况下，电厂集控运行汽轮机可以划分成冲动式与反动式两种类型。对于冲动式的设备而言，在运行的过程中会有很多蒸汽进入气道部分，直接形成使叶片旋转的推动作用，待蒸汽膨胀之后，会使得叶片的转动速度加快，汽轮机设备整体的运行速度也会有所提升。而反动式的设备在运行期间会借助数量很多的蒸汽，在气道的内部形成叶片反作用，使得叶片加速旋转，推动相关汽轮机设备的良好运作，其中气道的蒸汽处于膨胀的状态，气流方向不断发生变化，对于叶片的旋转速度和汽轮机设备的整体运行速度会产生直接的影响。从汽轮机设备的构成特点来看，其属于集散控制系统，利用微处理器设备创建全面分布类型的控制模式，其中的集散控制系统主要涉及分散类型与集中类型的控制模式。分散类型控制模式在应用的过程中可以强化系统每个部分，发挥各部分的作用价值，达到良好的分散性控制目的；集中控制模式则是将每个部分全面集中并且统一整合，增强管控的有效性。近年来，我国在技术发展的过程中，汽轮机的集散控制系统已经开始向着自动化与智能化的方向迈进，控制性能有所提升，准确度开始提高，为系统的良好运作提供了有力支持。

1.2 运行原理分析

电厂集控运行方面的汽轮机设备原理涉及冲动、反动两种作用形式，其中，冲动作用的运行原理可以使得设备形成大量的蒸汽，通过喷嘴部分受力，然后蒸汽进入气道区域，形成很大的叶片冲动作用，使其快速旋转，是将热能转变成为机械能的重要流程，将蒸汽的热能转变成能够促使叶片旋转的动能。反动作用的运行原理就是改变蒸汽的运行方向，使其快速地膨胀，对叶片旋转起到反向推动的作用，增强汽轮机设备整体的运行效果、速率。

2 集控运行汽轮机运行的不足

2.1 密封水系统问题

当前，部分电厂集控在运行方面汽轮机运作经常会出现密封水系统的问题。一方面，相关系统在运行的过程中，经常会出现性能问题，引发水泵的供水与回水不足；另一方面，密封水系统的日常调整优化缺乏科学性，难以按照汽轮机设备的运作特点和实际情况针对性使用控制措施，导致系统的稳定性降低。

2.2 各个机组性能问题

计算机运行期间各个机组性能会直接影响到整体运行效果，当前，部分电厂的汽轮机机组经常会出现性能问题。首先，循环水泵运作的过程中，经常会有能量消耗过多和压力不良的问题，运作的状态不佳，无法起到循环水泵本身的作用。其次，给水泵设备机组在运作期间经常会出现不能准确给水的现象，所设置的给水模式不良，导致最终消耗量过多，出现能源浪费的问题。最后，冷却液系统运作的性能不合理，经常会因为调节门开度过小，导致阻力值过高，不仅会威胁整体机组设备的良好运作，还会引发安全事故。

2.3 配汽形式不良

当前，部分电厂在集控运行中的汽轮机运行方面没有设置较为完善的配汽形式，一味地使用单阀或是顺序阀配汽机制，导致集控运行负荷过高，甚至会出现能源浪费和系统稳定性的不足，严重威胁着整体系统的运行安全[1]。

2.4 启停系统的运行不良

启停系统主要就是汽轮机运行过程中的启动系统与停止系统，目前，部分电厂在集控运行过程中汽轮机的启停系统存在一定的不足之处，主要就是启动过程中高压缸设备出现排气温度过高的现象，难以使得压力维持在合适状态，甚至会引发启动方面的故障。而停止系统在运行期间，经常会因为没有合理设置模式，发生能源损耗过多的现象以及停止过程中部件冷却不足的问题，长此以往，很容易加快部件的老化速度，不利于对汽轮机运行稳定性的维护[2]。

2.5 其他设备的综合维护问题

汽轮机运行过程中的设备数量多、类型复杂，合理进行综合维护具有重要意义。而目前部分电厂在集控运行期间没有充分意识到其他各个设备综合维护的重要性，缺少良好的维护模式、管理机制，无法及时发现设备运行稳定性问题、性能问题、部件老化磨损问题、故障问题等，不能切实采用科学化手段，促使各个设备综合性能的提升。

3 集控运行汽轮机运行的优化措施

3.1 密封水系统的优化措施

在汽轮机运行的过程中，密封水系统具有重要的作用，一旦密封水系统发生问题，将会影响整体设备的正常运作，甚至会埋下安全方面的隐患。因此，优化管理工作的过程中，应重视密封水系统的调整，重点制订完善的维护计划方案，安排专门的负责人负责设备检查和维护，分析了解密封水系统的情况，明确是否因为系统运行不良导致水泵无法正常性地供水与回水，做好相应的维护工作。与此同时，还需在维护的过程中及时发现系统密封性不良的现象，做出相应调整，从根本层面提高密封水系统应用质量。并且积极借鉴国内外成功的经验，根据整体设备的运行特点和密封水系统的应用情况，完善相应的优化改造计划，利用有效的改造措施和优化措施等，增强密封水系统运作的稳定性[3]。

3.2 强化各个机组性能的改良

3.2.1 循环水泵性能的优化

汽轮机设备机组负荷指标和冷却水温度指标处于恒定状态，一旦循环水量出现改变，凝汽器设备的运行压力也会出现变化，最终使得循环水泵的良好运作受到不利影响。一般情况下，循环水的流量数量不断增大，凝汽器的压力随之降低，整体机组从出力方面有所提升，循环水泵运作的功能消耗量大幅度增多。在循环水流量增加到某种状态之后，不仅会出现功能消耗量增多的现象，还会形成机组出力抵消作用。如果循环水的流量数量一直处在增多的状态，凝汽器设备运作期间最高的压力就属于机组增加出力数据值和循环水泵功能消耗数据值相互之间的差异性；在此情况下，应重点关注凝汽器设备的运行情况，使其保持在良好的状态，这样才能维护循环水泵系统运作的性能，起到一定的性能优化作用。

3.2.2 重点优化给水泵的性能

当前，在给水泵方面，主要使用定速给水的形式，此类形式的应用具有一定的缺陷，很容易使得系统发生节流损失的现象。因此，电厂相关管理部门应重视对给水泵的优化处理，按照平移泵曲线特点与相应的变动速度，准确进行给水运行方式的设计，尽可能设置变速类型的给水模式。与传统的定速给水形式相比，变速模式的应用可应对传统调节阀控制水流量的不足之处，降低给水泵系统运行期间的能源消耗量，在节能环保的同时增强设备运行性能[4]。

3.2.3 重点优化冷却液系统性能

冷却液系统在实际运行的过程中经常出现出水的流量控制问题与阻力不定的现象，发生问题的原因就是冷却液系统中调节门开度较小，阻力比正常数值高，导致汽轮机设备整体运行期间的能源消耗量增多，甚至埋下诸多安全隐患问题。因此，在电厂设备的优化改良工作中，应结合冷却液系统的情况，准确调节水泵设备运转速度，将调节门全部打开，严格进行流速的控制，减小扬程，预防产生能耗过多的问题或是安全隐患现象。

3.3 配汽形式的优化改良

一般情况下，电厂集控运行过程中汽轮机配汽形式在一定程度上会影响设备的整体运行效果，科学化的改进和优化能够帮助电厂增强汽轮机运行的有效性。建议在优化工作中，通过三阀配汽的形式转变传统的单阀或者顺序阀配汽模式，减少集控运行方面的负荷，达到良好的节能目标。应用三阀配汽方式的过程中，应安排专业人员阶段性进行阀门密封性能的检查，如果发现有密封不足的现象应及时处置，避免因为阀门密封不良影响配汽效果。与此同时，还需注意在设置三阀配汽模式之前应全面检查所有零部件的质量，保证质量符合标准要求的情况下，才能发挥其在设备改良系统优化方面的重要价值[5]。

3.4 启停系统的优化改良

3.4.1 启动系统的优化

汽轮机设备运行的过程中，启动系统涉及锅炉点火环节、暖管环节、动转子加快暖机设备运行速度环节、并列接带负荷环节等。为增强启动系统的优化效果，应注意在锅炉点火环节操作之前，全面、仔细地观察检验凝汽器设备的循环水状态、润滑系统运行情况、盘车系统的运行情况等，保证符合要求之后点火，使得设备抽真空并送轴封，在锅炉之内的温度数据值、压力数据值达到要求之后，实时性地针对旁路开启。值得注意的是，高压缸设备、中压缸设备相互联合启动的过程中，其中的高压缸设备如果排汽温度比正常数值高，就应在启动设备之前做好再热蒸汽压力最高数值的调整与设定，将其维持在0.5 MPa，便于在温度过高的情况下及时将排汽逆止门打开，提升高压缸设备领域的通流数量，确保排汽温度的良好、准确调节。

3.4.2 停机系统的优化处理

汽轮机停止运行的操作中，每个系统都会呈现出逐渐停止的状态，进汽的数量会从开始降低直到降低为0时停止，主汽门也会随之关闭，汽缸各个零部件冷却。由于汽轮机设备所设置的参数不一致，停机形式也存在差异，涉及滑参数类型与额定参数类型两种。其中的滑参数停机方式应用期间的综合效益相对较高，除了能够借助设备的余热发电之外，还能增强热能的应用效果，预防出现能源损耗的问题，同时还可以快速降低各个部件的温度，便于执行检修工作和维护工作。因此，停机系统优化的过程中建议积极运用滑参数的控制方式，完善其中的控制机制和体系，充分发挥优化性措施的价值[6]。

汽轮机设备的启停优化工作领域中，还需重点关注整体系统的运行优化处理，按照电厂集控运行的特点、负荷变化规律等，针对性借助定-滑-定的形式实现系统调整和优化的目的，根据发电负荷的不同针对性地运用控制措施。例如，在发电负荷较高的情况下，重点使用能改善通流面积的喷嘴部件，增强调节工作的效果。在发电负荷较低的情况下，也可通过定压调节的方式，使得锅炉机组和设备可以正常运转，汽轮机系统良好稳定运行[7]。

3.5 各类设备的综合性优化

电厂集控系统实际运行的过程中，汽轮机运行所涉及的设备很多，整体系统是将多种设备相互组合而成的复杂结构，一旦某种设备发生了故障问题或者性能问题，将会影响到汽轮机的良好运作。因此，系统改良优化的工作领域中，应重视对不同设备的综合性优化处理，从根源层面入手，增强汽轮机的运行效果。首先，安排专业的人员做好日常的电力机组设备检查工作，明确是否存在压力参数问题与其他参数的不足，严格调整参数的情况下，使得所有机组设备都能处于稳定的运行状态，降低故障问题发生率，延长使用的寿命。其次，重视对凝汽器设备的优化处理，使得真空泵设备能够稳定高效率地运作。最后，完善各个设备的日常检修维护责任制度内容，明确每位工作人员在相应工作中的责任标准要求。一旦发现在系统运作期间出现了严重的性能问题或者故障问题，就要严格惩罚有关的负责人，借此增强每位人员维护系统稳定性和安全性的积极度。

除此之外，设备综合优化的过程中，应制订完善的日常管理和维护工作计划，要求管护组织机构的人员在汽轮机设备运行期间，通过全面与有效的检查维护方式，及时了解和掌握机组运作设备使用的异常现象，和维修人员相互沟通，尽快解决问题。并且在维护管理期间，还应预防设备老化现象与破损现象所引发的安全事故，检查不同设备的零部件与密封元件，更换已经老化损坏的部分，增强使用稳定性的同时，预防出现安全问题和其他的风险[8]。

4 结语

综上所述，近年来，电厂集控运行的过程中汽轮机运行存有诸多不足之处，主要表现在启停系统不良、配汽形式不佳等方面。为确保汽轮机的良好运行，电厂集控运行管理的过程中应对这些方面重点进行优化处理，增强密封水系统的性能水平，保证各个机组的运行效果，提升启停系统的使用有效性，采用综合性优化的方式进行各类设备的调整和改进，完善管理维护方案。