电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨张鹏

电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨张鹏

张鹏

中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司内蒙古鄂尔多斯市017209

摘要：用电户的增多，电厂规模的扩大，电网结构的优化调整，汽轮机作为电厂的重要设备之一，其运行过程也因电网调整等变得复杂。而且目前我国的资源有限。人口众多。各方面的用电率也在不断的上升，节能显得非常的重要。所以对汽轮机各方面进行优化处理显得非常必要。通过优化汽轮机运行，可以节省资源，提高电厂的社会经济效益，在一定程度上对国家的发展做出贡献。

关键词：电厂集控运行；汽轮机；运行优化；措施；

一、电厂集控运行的核心技术简述

集散控制系统就是负责火电厂集控运行的系统，该系统不仅智能先进，综合性极强，还十分新颖。配备集散控制系统的电厂需要具备很高的自动化生产水平，由此可见，集散控制系统的运用需要电厂有雄厚的技术支撑。传统电厂的控制技术比较单一，已经逐渐不再适合现代化工业的发展。集散控制系统一改传统单独控制技术的模式和弊端，以更加先进的控制方式对设备进行集中控制和管理，实现了管理的自动化和智能化，减少人为监控存在的问题。通过这一系统所衍生的核心技术就是管控一体化技术。该核心技术重在“一体化”二字，结合了网络技术和计算机技术实现了生产过程的智能控制。与人工监控相比，该技术实现了生产过程中的不间断控制，同时融入通信技术、过程控制技术，以及4C技术，为实现电厂规模化运营和发展提供了重要的技术保障。安全第一，预防为主。火电厂涉及多个大型设备，如果不注意安全，一旦发生事故，后果不堪设想。4C技术就是为了有效预防事故的产生，提升系统安全指数。此外，4C技术还可以提供数据作为参考依据，使集控运行更加科学合理，提高生产效率。

二、我国目前汽轮机的运行现状和存在的问题

1.汽轮机的主要配汽方式和启停。汽轮机的配汽方式有很多种，我国大部分发电厂的汽轮机主要使用复合型配汽方式，这种配汽方式能充分发挥汽轮机的优点，根据汽轮机运行中不同的阶段，来调节配汽方式，即可保证汽轮机的高效运作，也能节约能源。如在汽轮机刚启动阶段和低负荷阶段，通过调节单阀门来满足汽轮机的运作，而在高负荷阶段，则通过调节顺序阀门来适应汽轮机的运作要求。但即便通过这种复合型的配汽方式，汽轮机在低负荷阶段运行时也会产生非常多不必要的能耗。汽轮机的启停是由其构造内的转子应力的变化来决定的，由于汽轮机在正常运行时，转子对温度和压力的要求比较高，所以需要长期保持在高温和高压的情况，才能维持汽轮机的正常运作，加之，转子表面蒸汽参数会发生时上时下的变化，导致转子内部的温度场非常不稳定。所以，对参数的处理要求非常高，一旦处理不恰当，就会严重影响发电效率，也会造成汽轮机的损坏，减短其使用寿命。

2.汽轮机的机组运行能力和密封水系统。汽轮机在运作过程中，对气阀的调节是不可避免的经常性工作，而这也是导致能耗最主要的原因。前面已经介绍过，汽轮机在不同的负荷阶段需要调节不同的阀门来维持正常工作。在汽轮机气阀的两种调节方式中，单阀调节主要是通过汽轮机蒸汽参数直接调节控制，而顺序阀的调节则是由喷嘴控制蒸汽阀门的开关。前一种调节会影响到汽轮机的启停，造成不必要的能耗，后一种调节则对气阀的压力控制要求比较高，只适应于气阀压力较小的时候调节，当气阀压力较大时，则容易造成外缸和喷嘴变形，导致汽轮机的密封性和其他机组部分受到损坏，并会因此产生较多的能耗。汽轮机的密封水系统在水泵正常运行时可以满足给水要求，它的汽动给水泵在轴端进行密封处理，可以间歇的控制泄漏。但当遇到汽动给水泵紧急停机的情况，常会造成密封水回水不畅的现象，使得水容易进到小机油箱中，对汽动给水泵的完全运行造成隐患。

三、电厂集控运行汽轮机运行优化措施

1.优化汽动机的配汽方式和启停。由于我国大部分发电厂的汽轮机都采用传统的复合型配汽方式，这种配汽方式对汽轮机的运行负载控制要求较高，所以当汽轮机低负载的情况下运作便会造成不必要的能量损失。鉴于这种情况，可以采用新型的三阀式的配汽方式，这种新型配汽方式对汽轮机的负载情况要求较低，可以有效降低低负载情况下产生的能耗，同时也可以有效的分担负荷，具有较好的流通能力，可以通过圆滑转变提高瞬间转换效率，节约能源。汽轮机的频繁启停会造成能量消耗，也会缩短汽轮机的使用寿命，为此必须优化汽轮机的启动过程和停机过程。由于绝大部分发电厂汽轮机组在启动时都采用的是高中压缸联合的启动方式，启动过程一般先是锅炉点火及暖管，然后冲动转子升速暖机，最后是并列接带负荷等。但根据工作经验和调研发现，汽轮机在采用这种启动方式启动时，会造成高压缸排汽的温度较高的现象。为了是其温度下降，可以在启动时将再热蒸汽压力设定在0.5Mpa一下，这样会使得高压缸排汽逆止门及时打开，从而使得缸内的通流量增大，达到降低温度的效果。汽轮机在停机的过程中主要有两种方式，一种是滑参数停机，另一种是额定参数停机，相对于后一种停机方式，使用滑参数停机不仅可以提高汽轮机的运行效率，还可以提前利用锅炉机组的预热进行发电，有效降低机组各部件的温度，既可以节约能耗，也方便设备的检修。

2.优化汽轮机的机组和循环水泵。首先要优化汽轮机的辅机设备，汽轮机的正常运作，离不开机组各部分的相互协调，只有各种辅助机器设备性能完好，才能整体提高汽轮机的发电效率。因此，对汽轮机机组辅助设备进行优化，在一定程度上也可以达到节约能耗，提高运行效率的目的。其次，要注重对循环水泵的优化设计。机组长时间在负荷的情况下工作和冷却水温度不变时，循环水的流量发生改变会影响到凝汽器压力的改变，从而导致循环水泵的功能受损。循环水量的变化与凝汽器压力的变化成反向变化，当水量增大时，凝汽器压力变小，导致机组的出力增大，从而水泵的功耗也会增大。但水泵的功耗会与机组的出力相抵消，使得凝汽器压力值便成为二者相抵消的差值。所以当凝汽器处于最佳压力状态时，循环水泵的运行状况也最好。

3.凝汽器真空抽气系统的优化。在电厂机组构成中，其中凝汽器真空抽气系统是十分关键的部分，对机组的正常运行具有十分关键的作用。传统的凝汽器真实系统存在着较大的故障率，漏气现象时常发生，从而导致水环真空泵过载，破坏机组设备。而利用优化改造来使凝汽器内部保持真空的状态，这对于机组运行的经济性起到了非常好的效果，有效的提高了热力循环的效率，实现了节能增效的目的。

4.优化对汽轮机的管理和维护。汽轮机的正常运作离不开定期对汽轮机组的维护和日常的管理。在汽轮机的启动前对整个机组设备进行安全检查，可以有效的避免事故的发生，尤其是对那些高压设备的检修。例如，要做好高压管道的定期清理工作，以保证管道具有较高的热传递效率，减少能量在传递过程中的损耗。此外，要通过对高压加热系统的调整，达到一定程度上提高锅炉给水温度的目的，并且要注重对高压加热器的运行维护，保证高压加热器在运行时有合适的水位等。

汽轮机作为电厂最为核心的电力设备之一，为了确保其运行的稳定性，需要加强对其监视，根据监视的各项参数变化及时进行维护和调整，从而确保运行的安全和经济。目前电厂无论是装机容量还是规模都得以不断的提高，在这种情况下，电厂汽轮机组安全、稳定的运行尤为重要，所以需要加强对汽轮机运行过程中的监视，从而及时发现问题，并采取科学有效的措施进行解决，确保机组运行的稳定性，使电厂正常的生产经营不会受到影响，确保预期经济效益的实现。

参考文献：

[1]周必昌.探讨电厂集控运行中汽轮机运行优化策略.2017.

[2]王晓兵.张秋芳，浅谈电厂汽轮机运行优化措施.2017.