发电厂汽轮机辅机的运行优化策略

摘 要：随着国民经济水平的不断增长，各个行业都获得了非常广阔的发展前景，与此同时，对于能源的需求量也在不断的提升，特别是电能，如今已经成为社会发展的第二大能源，同时也对电力企业和发电技术提出了更加严格的要求。基于此，在本文中针对电厂汽轮机辅机运行中潜在的问题进行探讨和分析，并提出了几点有效的优化对策，希望能够进一步提高汽轮机辅机运行效率，保证电厂的安全稳定运行。

关键词：发电厂;汽轮机辅机;运行优化

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2022）02-0056-03

0引言

就目前发电厂运行的实际状况来看，汽轮机辅机在运行中仍然存在运行方案不完善，性能不稳定等多种问题，很难满足发电厂运行的实际需求，因此需要对汽轮机辅机进行有效的改进和完善。同时，发电厂也应该加大对汽轮机辅机的重视，结合社会发展的实际需求，对其进行不断的创新和优化，切实提高发电厂运行的总体质量，保证汽轮机的安全稳定运行，为我国电力事业的良性发展打下良好的基础。

1 汽轮机辅机构成

1.1 抽气设备

对于发电厂汽轮机辅机来说，抽气设备是其中非常关键的一个环节，主要分为以下两种模式，即射流式抽气机和容积式真空泵抽气机，射流式抽气机运行过程中主要是利用蒸汽式喷射，选择高压蒸汽等工具使气体膨胀，然后来抽取蒸汽。另外，还可以选择使用水压进行抽吸作用。容积式真空泵可以分为离心式真空泵和水环式真空泵。电厂实际运行过程中，容积式真空泵抽气机具备良好的便捷性，使用寿命长、可以跟踪温度变化、结构独特且能实现自动控制、抽气效率高、稳定性高，针对这一设备进行检修也非常的便利，具有很高的经济效益。和真空泵抽气机初期相比，虽然射流式抽气机的性能相对较好，但是其整体系统并不完善，仍然需要占据一定的面积，会造成一定的水资源浪费，很容易对电厂的生产产生影响。

1.2 凝汽设备

汽轮机辅机系统中的凝汽设备主要包含凝汽器、抽水设备以及凝结水泵。在实际运行过程中，主要就是通过制冷剂完成回收机制以后循环使用，而这样的运行方式也能够确保在真空状态下，可以将冷却水中的氧气有效地去除，此外还能够保证汽轮机时刻处于真空的运行状态，这样就能够有效提高热机的运行效率，保证电厂运行过程中汽轮机能够实现正常循环，以此来提高运行水平。一旦在运行过程中汽轮机的负荷出现变化，就能够及时将排出的气体进行充分的回收，而在实际运行过程中，一旦冷凝器中进入空气，而且不能够在冷凝器内进行冷凝，则会对辅机系统的运行效率产生极大的影响。

1.3 冷却设备

就目前的实际状况来看，发电厂运行过程中使用的冷却水系统主要包含开放式和封闭式两种方式。开放式供水方式是直流供水系统，而封闭式供水方式是循环供水系统。火力发电厂湿冷机组一般采用的冷却设备是冷却塔。冷却塔根据通风方式又可分为逆流式自然通风冷却塔和机力通风冷却塔[1]。电厂实际运行过程中，进行水冷却时使用冷却塔具备一定的优势，由于其操作非常的便捷，还能够有效节约企业成本的投入，但是冷却塔也具备一定的缺陷，即占地面积相对较大。沿海电厂，一般采用开放式供水方式，利用循环泵抽取海水供凝汽器进行冷却。优点是水温低、水量大，缺点是受海洋气候影响大。

1.4 高、低压加热器

高、低压加热器运行过程中产生的故障主要包含管道泄漏、水位波动大、水位无法正常调节，致使这种现象出现的主要原因就是设计不够合理，致使局部水温快速上升，从而引起水位波動，影响到调节器的正常运行。另外，在实际使用过程中，由于管道接口位置衔接不畅，也很容易引发泄露现象。为了能够有效解决这种问题的出现，首先必须找到出现故障的原因，而大部分的泄漏现象都是由于阀门开度不合理。因此，在实际处理过程中，首先需要对阀门的开度进行相应的调整，针对高、低压加热器进行维护时，对蒸汽入口冲刷处的管束加装防护板，也能够有效起到良好的防泄漏效果[2]。

1.5 供水系统

发电厂的供水技术直接影响到机组的平稳、可靠运行。供水系统的主要任务是保证汽轮发电机的用汽，即供水系统通过凝结水系统、给水系统向锅炉提供合格补给水，经过锅炉的加热变成高温、高压的水蒸汽，冲转汽轮机实现发电的目的。当然，供水系统还同时向电厂的闭式水系统供水，用于设备的冷却。供水系统的化学监督能及时反映和监督各种补给水的品质，对补给水质量进行监控和必要的处理。同时，供水系统的化学监督可以监督凝汽器泄漏、除氧器运行，以防止热力系统腐蚀、结垢、积盐，避免引起不必要的设备损坏和检修。随着市场的发展，工业供热及民生供热系统在发电厂内部的重要性越来越大，对化学水处理、补给水系统的重视也会越来越大。供热系统可使汽轮机的冷源损失得到有效利用，从而显著提高热电合供系统的综合利用效率。如何快速、高效的制备出合格的除盐水、补给水，直接决定了发电厂的经济效益。

2 汽轮机辅机运行中的问题

2.1 油系统问题

汽轮机辅机一般处于燃煤电厂，在实际运行工作环境中存在较多的灰尘，而且在一些细节方面，人们通常会忽略汽轮机辅机运行中潜在的问题。例如，针对汽轮机辅机进行维修时，很容易忽略电厂工作车间内产生的灰尘、杂质等问题，而由系统中也会由于一些小颗粒、小灰尘混入到其中，对设备产生一定的伤害，如果油系统不能够正常运行，就会对整个汽轮机辅机系统产生极大的影响。油系统出现问题长时间不解决，最终致使汽轮机各进汽阀门卡涩、不严，影响到整个设备的正常运行[3]。

2.2 凝汽器真空不足

汽轮机运行过程中，对于凝汽器的真空有着非常高的要求，只有保证具备较强的真空效果，才能够确保蒸汽具有较高的可用焓降，使机组保持较高的出力。运行过程中，如果真空状态不足，也会导致排气容积流量进一步下降，从而影响到末级叶片的工作效率，致使末继叶片出现旋流或者涡流的现象。与此同时，一旦叶片的某一位置出现较大的激振力，还很有可能会对叶片产生损坏，致使出现异常事故出现。真空下降的情况还很有可能致使汽轮机的轴向推力增加，一旦排气温度过高，就有可能会导致凝汽器的冷却口水管松弛，最终破坏水管的密闭性。排汽温度升高，排汽缸及轴承座受热膨胀，可能引起中心变化，产生振动。因此，汽轮机辅机运行过程中能否保证汽轮机具有较高的真空状态，对于整个机组的运行效率有着极大影响，二者之间联系非常的紧密，电厂运行过程中加大对汽轮机真空系统辅机的维护力度是非常关键的。

2.3 技术方案不完善

随着现代化社会的飞速发展，电厂生产技术也在不断的完善，任何事物都出现了极大的改变，汽轮机辅机也不例外。随着现如今社会各界对于电能需求量的不断增长，对设备可靠性要求越来越高，汽轮机辅机也应该进行有效的优化，才能够更好的满足当代社会发展的实际要求。但是，由于汽轮机辅机相对比较复杂，导致很多电厂都忽视了对于汽轮机辅机的运行优化，即使一些电厂发现汽轮机辅机存在较大的技术问题，也很难实事求是地总结出现问题的原因找到优化对策，这也在一定程度上阻碍了汽轮机辅机的良性发展，影响了电厂的运行效率[4]。

3 发电厂汽机辅机优化途径

3.1 优化回热加热器

为了能够从根本上提高汽轮机组的安全稳定运行，就应该结合电厂运行的实际状况，对于各级加热器进行科学合理的设计，一旦加热器出现故障就会导致汽轮机的热力系统无法正常运行，进而影响到整个发电厂的工作效率。加热器端差能够直接体现出加热器效能，因此电厂在运行过程中如何维持较低的端差，而且不会对电厂的正常运行产生影响，是相关工作人员急需解决的问题。保证具备较低的端差，就应该保持加热器高水位的稳定性，这时就要求疏水调节系统具备较高的精准度，就需要选用调节准确度更高的阀门，才能够更好地保证加热器的正常运行。利用大小修机会，及时对可能内漏的阀门进行更换或者阀芯研磨，消除内漏。同时，结合电厂运行的实际状况，针对启动时抽汽压力小、流量低的情况，对疏水管道进行改造，对运行方案进行优化，确保电厂的生产效益和投入能够达到平衡点，帮助电厂获得更大的经济效益。

3.2 优化抽气设备

在汽轮机辅机运行过程中，凝汽器真空泵是抽气设备中的重要组成部分，对于抽气系统的运行效率有着直接影响。因此，针对抽气设备进行优化时，必须要加大对冷凝器真空泵的改进力度，采取有针对性的优化措施，保证冷凝器处于最佳真空状态下运行。真空的高低，直接决定了汽轮机的效率和煤耗。火力发电厂实际运行过程中，需要保证抽气设备的冷凝器始终处于真空的运行状态，只有这样才能够保证汽轮机辅机的安全稳定运行。目前，火力发电厂实际运行过程中，最为常见的一种设备就是喷射式真空抽气器，也可以根据其不同的介质进行合理的选择。有一些火力发电厂为了能够确保生产环节的顺利进行，通常会选择循环式真空泵，而抽气设备和真空泵进行对比分析，可以发现两者在实际应用过程中都有各自的优势和劣势。真空抽气器在实际应用过程中，其优势是结构比较简单，运行成本相对较低，而且设备的运行性能相对比较稳定，但是在实际运行过程中会产生一定量的水资源浪费，针对抽气器进行维修难度也较大。而真空泵抽气设备其特点更加明显，能够有效缩短启动周期，从而减少运行过程中产生的能量消耗，产生的水资源消耗相对较小，使用寿命长，可以跟踪温度变化，结构独特且能实现自动控制，检修也非常的便利，具有很高的经济效益。

3.3 优化循环水泵

发电厂实际运行过程中，循环水流量会对循环水泵的运行功效产生极大的影响，在冷却水温和汽轮机辅机负荷处于一定状态下，循环水流出现变化，凝汽器的压力也会随之产生变化，水流量增大那么凝汽器的压力也会逐步下降，而循环水泵和辅机出力的功效也会增长。但是，水流量变化对于凝汽器的影响相对有限，如果水流量过大，那么循環水泵的功效也和机组出力也会相互抵消，在循环水泵功效和机组出力差距较大时，凝汽器的运行压力也会达到最佳的状态，这时循环水泵的运行方式也能够达到最佳的状态。因此，为了能够充分发挥汽轮机辅机的运行优势，需要保证循环水泵处于最佳的运行状态，结合以上分析可以发现，通过控制冷却水流量的方式来降低冷却水温，在加大冷却水量时，汽轮机辅机的运行功效也会在一定程度上提升[5]。

3.4 优化油系统

电厂在实际运行过程中，对于周围环境的整洁度有着非常高的要求，油系统运行过程中，首先需要保证周围环境的整洁性，防止灰尘对其正常运行产生影响，保证由系统清洁工作的质量，对于设备运行过程中产生的摩擦作用也会进一步缓解，从而起到有效的润滑作用。汽轮机轴封系统蒸汽温度不正常，轴封压力过高，导致汽轮机低压缸两端冒汽，也会导致油系统含水量增大。所以，加强对油系统的净化装置的检查、维护，保证油系统净化装置的可靠运行。每次启停机时，及时派人取样化验油质。加强油系统定期取样、化验、监督工作，确保油系统的正常运行，尽量降低意外事故出现的概率。最后，还可以对轴瓦进、回油温度及时进行仔细的对比，判断轴瓦运行状态，一旦发现这个问题应立即对油系统进行相应的检修和维护。

3.5 优化其他辅机设备

为了能够从根本上提高汽轮机辅机的运行效率，就应该保证具备完善的输送水系统，防止由于输送水系统出现问题，影响到后续工作的顺利推进，甚至还有可能会出现水泵口泄漏、崩裂等问题，严重的还会影响到整个发电厂运行的实际效果和经济效益。保证输水系统的完善性，将直接与空气接触的输送水泵安装在凝汽设备上，防止水泵出现剧烈晃动，导致水泵口泄漏或者崩裂。另外，还应该加大对输送水位的监管力度，如果水位不合理时，输送水的温度也会随之上升，从而引起气流冲击，甚至还会威胁到汽轮机辅机的安全稳定运行。因此，在设计水位时，需要将设备运行中有可能遇到的影响因素进行明确，制定切实有效的改进措施，确保汽轮机辅机的正常运行。

4 结语

发电厂运行过程中，汽轮机辅机的运行状态对于电厂的生产有着直接影响。就目前的实际状况来看，汽轮机辅机运行过程中仍然存在一定的问题，会直接影响到汽轮机的运行效率。因此，应加大对汽轮机运行过程中存在问题的研究力度，采取有针对性的解决措施，加大对汽轮机辅机的优化力度，结合电厂运行的实际要求，提出有效的改进意见，在保证生产效率和可靠性的前提下，保证电厂生产的经济性，促进我国电力事业的稳步发展。

参考文献

[1] 孙佳喜.汽轮机辅机常见故障及检修方法研究[J].科技创新与应用，2020（25）：113-114.

[2] 臧藏.关于对火力发电厂汽机辅机优化[J].中国设备工程，2020 （12）：116-117.

[3] 汪帅.发电厂汽轮机的故障分析与解决对策[J].科技风，2019（7）： 179.

[4] 叶博.电厂集控运行中汽轮机运行优化策略探讨[J].机电信息， 2018（36）：81-82.

[5] 张贵斌.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法[J].民营科技， 2018（9）：129.

Operational Optimization Strategy of Steam Turbine Auxiliary Machines in Power Plants

WU Rongjian

（National Energy Penglai Power Generation Co.， Ltd.， Yantai  Shandong  265600）

Abstract： With the continuous growth of the national economic level， various industries have obtained very broad development prospects. At the same time， the demand for energy is also increasing， especially electric energy， which has now become the second largest social development. At the same time， it also puts forward more stringent requirements for power enterprises and power generation technology. Based on this， this paper discusses and analyzes the potential problems in the operation of the auxiliary steam turbine in the power plant， and puts forward some effective optimization countermeasures， hoping to further improve the operation efficiency of the auxiliary steam turbine and ensure the safe and stable operation of the power plant.

Keywords： power plant; steam turbine auxiliary machine; operation optimization

收稿日期：2022-01-17

作者簡介：吴荣建（1983—），男，山东寿光人，本科，工程师，研究方向：工程。