电厂集控运行汽轮机的优化措施分析

电厂集控运行汽轮机的优化措施分析

戴堪海

河北大唐国际唐山热电有限责任公司 河北唐山 063000

摘要：在我国的经济持续快速发展以及城镇化进程不断加快的同时，使得目前城市人口也在不断增加，加之人们生活水平的提高和生产方式的改变，使得我国社会的用电负荷也在持续增加。火电厂作为目前我国主要的发电企业来说，在扩大规模以及增加机组容量和参数的同时，还需要针对其中最为重要的汽轮机设备来开展有效的检修和维护工作，并确保发电机组的稳定运行以及供电过程的可靠和安全性。

关键词：电厂运行；集控运行；汽轮机；优化措施

1汽轮机的含义

所谓的汽轮机就是电厂在正常进行运行的过程中不可或缺的器械设备,其对于电厂是否可以正常运行有着非常大的影响。汽轮机工作的时候是按照冲动作用进行运转,把热能慢慢的变成机械能的一种旋转器械设备。从总体的构造结构上划分,可以分成两个不同的部分,其中一个部分就是转动部分。转动部分主要组成结构零件包括:动叶片、主轴以及联轴器等;另一部分就是静止部分,静止部分主要构成零件包括:轴承、气缸、汽封以及近气部分等。不管是哪个部分对于汽轮机来说是保证其正常运行的关键点。冲动作用原理就是让蒸汽喷嘴中的蒸汽在通过动叶气道时对方向进行改变,让其作用于汽轮机叶片,保证叶轮转动,最后让热能转化成机械动能。汽轮机根据不同的划分机制可以分成不同种类的汽轮机,从工作原理的角度实行划分的话,也可以分成两个部分,就是反动式汽轮机和冲动式汽轮机。以机构进行分类的话,可以分成多级汽轮机以及单级汽轮机。以热力特性划分的话。可以分成凝汽式汽轮机、抽汽式汽轮机、供热式汽轮机以及背压式汽轮机等。在电厂中人们经常看到的汽轮机大多数都是凝汽式汽轮机,也是使用范围最广的一种汽轮机。

2电厂集控运行中汽轮机工作原理

一般情况下，汽轮机的运行原理主要包括冲动原理和反动作用原理。首先是冲动原理，在冲动原理作用下，汽轮机蒸汽喷嘴中的蒸汽受力的作用在叶气道中改变了运行方向，从而推动叶气片的运行发生转动，这样使汽轮机的热力能转化为机械的能量。换言之，汽轮机蒸汽作用使汽轮机叶片产生动能。其次，反动作用原理，反动作用原理也是利用汽轮机蒸汽喷嘴中的蒸汽来推动叶片运动的，但是与冲动作用的原理不同，在于反动作用原理不是改变蒸汽的运行方向，而是使蒸汽膨胀加速。在汽轮机运行过程中冲动作用和反动作用相互配合，使蒸汽喷嘴中的蒸汽膨胀并转变运转方向，推动叶片记行工作。

3我国汽轮机运行现状及其存在的问题

3.1汽轮机的配气方式

汽轮机的配气方式很多，但是应用最广泛的是复合式的配气方式。受到汽轮机工作载荷的影响，不同阶段汽轮机的配气方式是不同的。通常情况下主要分为两个阶段，第一阶段是汽轮机的在高负荷的工作载荷下，汽轮机要想实现运行一般情况下采用顺序阀的方式，第二阶段是汽轮机在低负荷的工作载荷下，汽轮机想要实现良好运行一般情况下应该采用单阀的方式。虽然两个阶段不同的载荷方式都能得到很好的运行，但是在低负荷阶段，汽轮机会产生节流消耗，降低使用效率，影响发电厂的经济效益。

3.2汽轮机的启停阶段

汽轮机的启停阶段主要是转子的应力变化作用的效果，一般情况下，当转子在正常运行阶段，汽轮机内部会产生温度场，该温度场会随着汽轮机的启停产生规则性的动荡，与此同时，转子表面存在的蒸汽会影响转子蒸汽参数的变化，或出现参数上升，或出现参数下降。因为转子存在启停，所以转子的工作环境不稳定，有时候会出现在高温的环境，所以汽轮机的参数设计应该做好，否则将会严重的影响汽轮机的正常工作。值得注意的是在汽轮机的启停阶段，汽轮机的会产生较大的电流消耗，这在很大程度上影响着汽轮机的使用寿命。

3.3汽轮机机组能力

造成汽轮机组能耗的因素有很多，比较重要的因素是汽轮机的气阀。汽轮机的气阀种类很多，按照不同的方式汽轮机的气阀具有不同的分类方法。通常情况下，汽轮机的气阀可以简单的分为顺序阀调节和单阀调节两种方式。单阀调节主要受到汽轮机蒸汽参数的影响，顺序阀主要受到喷嘴的影响。顺序阀的使用范围受到了限制，只能使用在气阀力不大的情况。如果气阀压力较大的情况下仍然使用顺序阀，外缸和喷嘴会产生较大形变，严重的情况下会影响到汽轮机组的密闭性，同时还会影响汽轮机组的能耗增加，甚至导致汽轮机组不能运行。

4电厂集控运行汽轮机运行优化措施

4.1配气方式的优化

目前大多数汽轮机使用的配气方式主要是传统式的，功耗大，而且只能使用在低负荷的工作环境中，一旦应用在高负荷中就会严重的影响汽轮机的使用寿命。为了改变这一问题，可以使用性能更佳的三阀式的配气方式，不但能够降低功耗，还能在很大程度上提高转换效率，提高企业的经济效益。三阀式的配气方式因为具有良好的流通能力，而且在调节级别方面上的要求不高，所以能够有效的实现节能的目的。

4.2汽轮机启动过程优化

600MW汽轮机组启动方式采用高中压缸联合启动的方式，启动过程一般为：锅炉点火及暖管，冲动转子升速暖机，并列接带负荷等。锅炉点火及暖管：锅炉点火前，汽机应做好提前期准备包括凝汽器通循环水，检查润滑油系统，启动盘车连续运转等。联系锅炉点火，汽机抽真空，送轴封。锅炉升温升压，应及时开启旁路。但在实际的高中压缸联合启动过程中，高压缸排汽的温度较高。

为使得高压缸排气温度下降，可以在启动时将再热蒸汽压力设定在0.5MPa以下，使高压缸排汽逆止门及时打开，增大高压缸通流量，高压缸排汽温度高的现象就不会出现，达到很好的效果。

4.3汽轮机停机过程优化

汽轮机停机的过程中，各部件的工作都在陆续归零，进汽量在一步步减小到零，主汽门也将被关闭，汽缸等各个零部件的温度都逐渐冷却。依据进汽参数的不同，汽轮机停机分为两种，滑参数停机和额定参数停机。采用滑参数停机方式，一方面可以提高汽轮机运行效率，能够有效地利用锅炉机组的预热进行发电，减少热量的浪费。同时也能够对汽轮机各部件进行有效的降温，对设备的检修非常有利。

4.4加热器优化

加热器是电厂汽轮机辅机的重要运作构件，一旦加热器的端差变化出现问题，很容易对汽轮机辅机的正常运作产生不利影响。如当汽轮机辅机中的回热系统对端差造成影响，加热器增加了传热端差，那么出水温度就被降低，并减少了加热器本身的抽汽量；高一级的加热器便可以增加抽汽量，增加下端差的影响则与之相反。当加热器端差保持在合理范围之内，汽轮机辅机的运作才能得到高效的优化运作，所以日常对加热器端差的检修维护是非常重要的，如果是传热面出现结垢，证明上端差变大，要做出及时清理结垢的维护，所以加热器的端差变化是要在日常工作中进行严格监控的，从而保证汽轮机辅机的优化运行。

4.5给水泵优化

电动给水泵原有的运行方式是定速给水泵方式，定速给水泵的运行依靠的是锅炉给水阀门的调节，这种调节方式的缺点就是当机组运行于低负荷时，阀门的节流损失比较的大。而优化的变速给水泵的特点就是依靠变动转速、平移泵的特性曲线来实现的，这种给水泵相对于定速给水泵来说有着非常明显的优势，其优点在于不用给水调节阀改变积水流量，特别是在低负荷运行时，其节能的效果非常的显著，同时这种方式可以有效的改善汽动泵组的运行经济性。

5结语

当前我国的能源紧缺，在这样的大背景下，我国电力行业应该加快对汽轮机运行效率的提高，通过对汽轮机的配汽方式、汽轮机的启停、汽轮机辅机等方面进行优化处理，使得汽轮机能够在良好的状态下工作，有效的实现经济化与效益化，使得资源得到充分的利用。

参考文献：

[1]杨昌城，林祯@.电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J].工业设计，2016，03：125+127.

[2]高秀芳.电厂汽轮机运行优化措施探讨[J].科技与企业，2015，01：231-232.

[3]冯剑钊，张景伟.电厂汽轮机运行优化措施探讨[J].科技视界，2015，12：244+282.