火力发电厂汽轮机运行管理及优化策略分析

张 伟

（国能北安热电有限公司，黑龙江 北安 164000）

随着城市现代化建设进程不断加快，社会发展以及城市建设都对我国的电力资源提出了更高需求。而我国电力资源来源的最主要渠道是火力发电厂发电，这也是我国一项基础的民生行业。汽轮机是影响火力发电厂运行效率和发电质量的最关键设备，在实践过程中应结合发电厂的实际情况和具体的管理制度要求开展相关工作，并不断优化和完善汽轮机节能运行的各项管理内容。

1 火力发电厂汽轮机概述

在我国各类规模火力发电厂生产运行的过程中，汽轮机及机组都是对其运行效果有着重要影响的一类核心设备，汽轮机设备的工作原理为利用火力发电厂锅炉工作过程中产生的高压蒸汽提供动力来源，从而实现热能向机械能的转化过程。汽轮机设备的构造较为复杂，其运转过程中对各类构件的精密程度也有着一定要求，具体来说就是锅炉运转过程中形成的高压蒸汽要能够以较高的速度通过设备上的喷嘴并将转子带动起来，为机械设备的发电过程提供动力。因此，在火力发电厂的能源生产过程中，汽轮机是其最重要环节，为保证汽轮机正常运行，发电厂的相关工作人员就必须严格把控其使用性能，定期对其进行检修和养护，保证火力发电厂各项工作内容的有效落实，切实提升火力发电厂整体发电工作的安全性和运行效率。

2 火力发电厂汽轮机节能运行的可行性研究

通常情况下，可从技术和经济2方面来探究火力发电厂汽轮机节能运行的可行性。首先是在技术层面上，我国早在多年前就应着手改进和完善火力发电厂的老旧汽轮机机组。随着我国科学技术水平的不断创新和发展，汽轮机节能运行不仅在理论上已经发展得较为完善，并且实践工作也能够与这些理论良好衔接，对其改造也已经取得了不错效果。而我国社会能源产业的一个重要发展趋势便是在实践过程中进一步提升汽轮机运行的节能效果，在火力发电厂的生产过程中尽可能避免出现浪费现象并有效减少各类污染物的排放量，在技术层面上对汽轮机进行规范优化和改进，以提升其运行的稳定性和安全性。其次是在经济层面上，如果能够实现汽轮机的高效节能运行，那么就一定能够提升火力发电厂的经济效益。随着我国社会主体市场经济体制的不断发展，我国已经完全具备了改造火力发电厂汽轮机的能力和技术，但要想落实好对汽轮机的技术改造方案，火力发电厂就必须进行适当的成本投入，在制定改造方案并正式实施之前，火力发电厂的财务人员应对方案的实行和设备改造的成本及效益进行精确计算，计算并对比分析后再由企业的领导者和管理者确定是否进行改造，应保证改造对企业的快速发展产生经济影响，并能够提升企业的经济效益和社会效益，否则就得不偿失了。

从可持续发展的角度来看，我国不同规模的火力发电厂在汽轮机的使用方面已积累了较多经验，并且很多案例也充分证明，在对汽轮机技术改造后充分提升了火力发电厂的经济效益和社会效益，能够很好地满足企业的可持续发展要求。

3 影响火力发电厂汽轮机高效运行的因素

对于火力发电厂的运行管理人员来说，要想在工作中切实提升汽轮机的运行效率，就应对影响汽轮机高效运行的各类因素进行深入研究和分析，同时总结出现阶段汽轮机生产工作过程中易出现的问题和不足，制定有针对性的改进措施，保证其运行的稳定性并提升其整体运行效率。

3.1 汽轮机进水

当有水进入到汽轮机的构件中便会出现水冲击的故障问题，其不但会大幅度降低汽轮机的整体运行效率，还会降低叶片的使用寿命，随着设备使用时间的不断增长，其安全系数也会慢慢降低，那么运行管理人员就应重点关注设备运转过程中的各类参数。

3.2 机组真空降低

汽轮机运行稳定性的一个影响因素便是机组真空降低的问题。当出现这一故障问题时，汽轮机内循环中冷端的温度是呈现上升趋势的，那么机组的发电效率就会产生明显波动，发电量降低就意味着消耗了更多能量，火力发电厂的运行成本就会随之增加。

3.3 循环角度

在分析循环角度这一影响因素时，运行管理人员应认识到汽轮机在生产运行过程中，机组运行的实际效率与主蒸汽温度的高低是呈正比例关系的，当然主蒸汽温度也不宜过高，如果其温度过高就会损坏汽轮机的叶片，设备的使用寿命随之降低，同样如果这一温度过低也会导致设备无法正常运行。

4 火力发电厂汽轮机节能管理工作的有效对策

4.1 保证凝汽器始终处于真空状态

在汽轮机的各个组成设备中，凝汽器是其中的核心部分，而要想切实提升汽轮机运行的实际效率，火力发电厂的运行管理人员就应严格把控设备的各项参数，确保凝汽器始终处于真空状态下，从而最大限度地节约能源。避免能源的浪费对于提升能源的实际利用效率也有着促进作用，如果能够长时间保持这种节约状态，火力发电厂的经济效益也会得到提升。在实践中，设备管理人员应定期对凝汽器进行检查和维修，保证其始终具备良好的密封性，且火力发电厂在一定周期内还应进行全厂设备检修。在这一阶段也应让专业的设备维修人员对汽轮机的各个设备进行详细检查，检查过程中如果发现有设备存在损坏或运行状态不佳的情况，应立即采取有针对性的处理措施；完整记录检修过程中产生的所有数据和信息，为之后的维修和保养工作提供重要参考；重点做好凝汽器泵的检修和养护工作，保证凝汽器泵具备良好的使用状态，这样凝汽器和循环泵就能够获得合理的冷却温度，提升汽轮机的实际运行效率。另外，在凝汽器使用了一段时间后会出现水垢的问题，为延长凝汽器的使用寿命并保证其具备良好的真空度，相关人员就必须及时解决水垢问题，要定期清理凝汽器内部的杂质，并严格把控进入到设备中的水体质量。虽然水垢的问题不可避免，但却可以尽量降低其生成速度，保证凝汽器具备良好的换热性能。

4.2 稳步提升给水温度

通常情况下，汽轮机内的给水温度与发电过程中所消耗的燃料数量是呈反比例关系的，也就是说这一温度越高，所消耗的燃料数量就越少，其主要是因为当水进入到锅炉后，在高温高压状态下其就能够吸收所产生的蒸汽，那么燃料的使用量就会随之降低，这不但保证了火力发电厂的发电效果，同时也提升了整个机组的工作效率。当然运行管理人员应时刻关注实际的给水温度，虽然温度越高消耗的燃料就越少，但也要参考设备具体的工作能力和使用要求控制这一温度。给水温度过高时对设备的使用性能也会产生负面影响，甚至会影响设备的使用寿命。同时给水温度的不断上升还会产生更多的抽气量，那么设备自身的输出功率就会大幅度下降，机组的运行效率则会随之下降。因此，火力发电厂的运行管理者应采取有效措施来提升汽轮机内的给水温度，须充分考虑到设备的实际运作流程，当设备处于开启和停止状态时应严格遵循相应的操作规范进行投入和解列高加。当汽轮机处于工作状态时，运行管理人员应保证高压加热器和低压加热器都具备稳定的水温，保证设备运行的安全性和经济性；应对汽轮机内的给水温度进行严格把控，确保加热器不出现渗漏的问题；运行过程中如果发现其存在着渗漏现象应立即联系检修人员及时进行维护，在最佳的处理时间内将渗漏问题解决，保证后续发电任务的顺利完成。

5 火力发电厂汽轮机运行管理中的主要问题及优化对策

5.1 汽轮机的功率降低问题及对策

从目前的实际情况来看，近些年来我国火力发电厂汽轮机运行管理工作已经取得了较大进步，但还有上升空间。在具体管理工作中运行管理人员应积极配合设备的优化升级并对其进行及时的维修和养护。举例来说，某火力发电厂投入了较大的人力、物力和财力并顺利升级了给水回热系统，虽然整个系统已经升级完成，但其运行过程中仍然会出现技术缺陷和难以解决的问题。其本质原因便是汽轮机内外部环境在其运转过程中都会出现一定的工作损失，设备中流通部分的反向布置结构和高压合缸会影响到转子的实际推力，同时还会导致设备中处于高压力作用下的蒸汽进入到周围的中级压力区域，那么就易导致泄露问题的发生。此时就要密切关注蒸汽汇入点和泄漏点的实际压力值，如果两者的差值较大就说明漏气量已不符合要求，汽轮机的运行功率就会随之下降。另外，较高的背压也会降低汽轮机的实际功率，一部分火力发电厂在对汽轮机进行冷凝处理时采用的是循环水，那么就一定要对冷却塔进行科学维护，保证设备不出现结垢问题以及淋水填料处在合适的位置上，提升冷却塔的整体运行效果。

为了有效提升汽轮机的运行功率，火力发电厂汽轮机的运行管理人员就应严格监督和管理轴承的工作状态，即使是在汽轮机处于正常的使用功能下，工作人员也应实时把控轴承的工作温度，一旦发现其温度处于异常状态，应将其数据完整记录下来并采取有针对性的处理对策。举例来说，应始终关注汽轮机的油箱状态，确定油位处于正常值时才可以停止检查，如果油位值偏低，工作人员则应立即对比就地油位和远处油位，确保取样门没有处于误开状态以及主油箱处于正常运行状态。同时还要关注冷油器和净化油设备的密封状态，确保其不存在泄漏问题，之后将油位填充到正常值即可。

5.2 叶片损坏问题及对策

通常情况下，火力发电厂中汽轮机的叶片都分为动叶片和静叶片2个部分，而在叶片的使用过程中动叶片更容易出现使用故障，这主要是因为火力发电厂汽轮机的工作状态通常都有着极高转速，其值约为3 000 r/min，叶片在此转速过程中所承受的离心力是很高的，长时间处于这种运行状态下会影响汽轮机的实际工作效率。当汽轮机的振动频率大幅度提升，叶片出现断裂问题的概率也大大提升，一旦叶片断裂就会掉入到凝汽器中，管束会随之被损坏。要想有效解决叶片损坏的问题，最常见的处理方法便是定期更换汽轮机的叶片，运行管理人员也要密切关注正处于运转过程中叶片的使用性能。应由专业的技术人员负责叶片的更换作业，防止由于更换人员操作不专业或是不规范而导致汽轮机运行过程中出现安全事故。那些较大规模的火力发电厂通常都会储存一定数量的叶片，当叶片出现损坏问题或是到达一定使用期限时可以立即更换，不需要再花费多余的时间去购买叶片，有效地节省了时间成本。

5.3 高压加热器投入率异常问题及对策

高压加热器的运转过程中也容易出现一些故障问题，其中最常见的问题便是管子和管板胀口泄漏的问题，因此，运行管理人员就应重点关注这两大部位的问题，合理地控制高加投入率，同时保证给水温度的合理性，以此提升火力发电厂的社会效益和经济效益。而要想有效解决高压加热器的投入率异常问题，火力发电厂的运行管理人员便应对汽轮机的热力学特征进行深入分析，从而实现工作效率的稳定提升。这就要求相关技术人员应及时进行热力学实验，在实验过程中获得完整的蒸汽机数据，并且测得准确的汽轮机额定功率，完整记录各类实验数据并加以分析后，应对分析结果再次验证，建议取每一名实验人员数据的平均值，来保证数据的准确性，尽可能不对最终的实验结果产生不利影响。

5.4 滤油机过滤故障及对策

在汽轮机发电设备中所使用到的油是严禁含有任何水分的，并且颗粒也应符合相应的规范要求。可见汽轮机使用油的质量对设备运行的安全性和稳定性会产生重要影响，由于水和油之间是有着显著不相容性的，如有水分存在于油中，其所接触到的设备零件就容易出现生锈问题，还会大幅度降低汽轮机中电磁滑阀使用时的灵活性。如果这一问题不能及时得到控制，设备就无法持续稳定运行。为了更好地解决滤油机的过滤故障问题，火力发电厂就应聘请专门的技术人员在设备安装之间先安装一个滤油设备，有效隔离油质中存在的各类杂质，提升汽轮机设备轴承的润滑性，从而延长其使用寿命。运行管理人员应及时检查油循环的运行状态，如果确定其处于合格状态则可以将盘车开启，运转一段时间后再次进行滤油处理，保证设备始终处于高效率工作状态。而当汽轮机停止运行状态后，管理人员则应认真观察进行滤油处理后的油质状态，如果发现其中仍含有杂物和污染物则应立即将其清除干净，确保油质含量符合相应的规范标准后才能够停止滤油作业，并在设备休息时及时放水。

5.5 各检修阶段易出现的问题及对策

通常情况下，在对汽轮机进行检修时都可以将其分为检修前、检修中和检修后3个阶段。第一，火力发电厂的运行管理人员应在检修前做好各项准备工作，全面整理出汽轮机的工作时长、使用寿命及运行过程中曾经出现的故障问题和改进策略等相关内容，为之后的检修工作提供重要的数据保障，并可降低实际检修工作的难度。另外，在检修前还应充分了解火力发电厂的具体工作流程，保证所制定的检修方案能够满足火力发电厂的实际要求，对汽轮机的运行过程应进行科学预判，从可持续发展的角度出发，提前准备充足的零部件，出现故障问题时可以立即进行替换，以提升检修工作的速度和效率。第二，运行管理人员在实际开展检修活动时应采用高效的检修技术，并在规定的时间内完成所有检修作业，保证发电工作的有序开展。同时还要配备专人负责监督和管理整个检修过程，并对检修现场进行统筹安排。第三，检修作业完成后应先让设备试运行一段时间，实现对设备检修质量的有效控制，观察汽轮机的故障问题是否得到了有效解决，及时排查易出现的遗留问题，避免对后续的发电工作产生不利影响。

6 结束语

通过以上的论述，对火力发电厂汽轮机概述、火力发电厂汽轮机节能运行的可行性研究、火力发电厂汽轮机高效运行的影响因素、火力发电厂汽轮机节能管理工作的有效对策和火力发电厂汽轮机运行管理中的主要问题及优化对策进行了详细的分析和探讨。汽轮机是保证火力发电厂发电质量和运行效率的最重要设备，如果汽轮机在运行过程出现了严重的故障问题，不但会大大降低工厂的社会效益和经济效益，还会直接影响广大居民群众的日常生活和工作。因此，应对火力发电厂汽轮机的运行过程进行科学管理，保证其节能高效运行，避免其在发电过程中出现各类资源浪费的现象。