火力發電廠汽輪機系統運行中存在的問題與應對措施分析

摘要：伴隨著國家經濟的飛速發展以及科技的不斷進步，生態保護和節能降損的觀念逐漸深入人心，因此圍繞火力發電廠中汽輪機運行問題及應對措施的研究和分析具有重要意義。文章概述了汽輪機系統的主要特點和運行原理，總結了汽輪機系統運行過程中的相關問題，最后針對汽輪機系統的優化提出了幾點建議。

關鍵詞：火力發電廠；汽輪機系統；電力需求；軸封輔助系統；疏水系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM622 文章編號：1009-2374（2015）13-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.071

在我國經濟飛速發展的時代背景下，社會對于電力的需求也在日益攀升。綜合分析我國電力情況發現，現階段我國電力結構正處于轉型期，晚間電網負荷與白天電網負荷差距日漸加大，這一情況直接影響了火力發電廠中汽輪機系統的運行時間，因此需要對汽輪機系統的運行時間進行合理的調整，使其滿足用電高峰的需要。然而由于我國現階段所投用的汽輪機多為大容量設備，且多運用基本負荷為設計原理，在實際運用中常發生啟停與負荷變動等問題，因此就汽輪機系統的熱經濟性與安全性層面來看，其運行效率與過去相比差距較大。為此，要充分保證汽輪機運行過程中的經濟性與安全性，就必須不斷完善汽輪機系統，優化其運行過程。

1 火力發電廠中汽輪機系統的簡要概述

1.1 火力發電廠中汽輪機系統的基礎特點

汽輪機在火力發電廠中主要負責為整體發電系統提供蒸汽，由其熱能轉換為機械能，由此可見發電機所需機械能主要取自于蒸汽。現階段火力發電廠中常用的汽輪機系統主要具有以下四點特征：（1）汽輪機能夠采用不同廉價材料，具有較高的熱經濟性；（2）由于汽輪機的運行過程較為平穩，能夠大大降低事故發生率；（3）因為汽輪機包含在回旋范圍之內，所以能夠滿足聯系性工作要求，這也導致其具有較大功率；（4）汽輪機在運行過程中會產生大量熱效率，突出體現在供熱機組和凝汽式汽輪機組。

1.2 火力發電廠中汽輪機系統的運行原理

由于汽輪機屬于旋轉機械的一種，因此其運行過程主要是通過蒸汽轉化成的熱能來完成，由此可見其運行原理主要是實現熱能轉換，具體而言包含以下兩個方面：（1）汽輪機反動作原理，即在實際運行中汽輪機內部蒸汽運行至葉片，促成了汽道的內部膨脹，在不斷加速情況下氣流對動葉產生一種反動力，從而推動葉輪旋轉，有效形成機械功；（2）汽輪機沖動作用原理，即汽輪機內部的蒸汽從噴嘴流出，當通過動葉汽道時，蒸汽將會變換其運動流向，對葉片產生一種沖力，從而推動葉輪的旋轉，有效形成機械功。

2 汽輪機系統運行中的常見問題

由于火力發電廠中汽輪機系統的內部結構相當復雜，因而導致影響其運行過程的因素廣泛，從某種程度上來看對于汽輪機運行效率的優化形成了很大阻礙。從整體來看，火力發電廠汽輪機系統的運行效率主要受到軸封輔助系統性能、汽輪機組性能、疏水系統性能的影響，然而現階段火力發電廠中的汽輪機系統的各項故障往往來源于軸封輔助系統、汽輪機組、疏水系統中，在很大程度上加大了資源浪費和資源損耗。從現階段情況來看，火力發電廠中的汽輪機系統常見故障主

要為：

2.1 汽輪機疏水系統的常見故障

現階段火力發電廠中常用的疏水系統結構過于復雜，對于疏水系統的控制和管理造成較大阻礙。汽輪機內部疏水系統通常選用輸水管道閥門，導致高溫蒸汽泄露故障常發，使得汽輪機工作效率大幅度降低，凝汽器幅度增大，同時還會造成疏水管的連接部分破裂。

2.2 汽輪機軸封輔助系統的常見故障

由于汽輪機軸封系統較為簡單，降低了汽輪機在停機階段和啟用階段的軸封壓力。另外，汽輪機組在運行過程中，由于軸封輔助系統的密封性能較差，造成高溫蒸汽大量泄漏，從而導致火力發電廠整體汽輪機組運行效率偏低。

2.3 汽輪機系統的常見故障

由于大部分火力發電廠汽輪機組在運行規程中，發生汽輪機高壓設定值低于實際高壓缸排氣量的現象，從而使汽輪機組運行所產生的能量必須轉化成熱能才能有效耗散出去，導致火力發電廠汽輪機的整體高壓缸工作效率銳減，從而直接影響到火力發電廠的整體運行效率。另外，火力發電廠中汽輪機組的調節級效率也普遍偏低，究其原因主要包括汽輪機間隙過大導致密閉性能降低，出現嚴重的高溫蒸汽泄露情況，從而增大了汽輪機系統運行過程中的能量耗損，一旦出現汽輪機負荷升高，將會破壞汽輪機系統的穩定性，在很大程度上降低了火力發電廠汽輪機組的運行效率。最后，火力發電廠中汽輪機系統還存在汽缸調門震動幅度過大或不穩定情況，也在很大程度上降低了汽輪機系統運行過程中的安全性、穩定性、高效性。

3 解決汽輪機運行問題的有效途徑

3.1 采取科學措施有效優化給水泵

通常情況下，給水泵的運行主要取決于電動定速實現，而依托于鍋爐給水閥門的調節功能。需要明確的是，運用以上方式運行給水泵的確存在較大缺陷，主要表現在汽輪機系統處于低負荷運行時，給水泵閥門將會造成大量的能量流失。所以，針對此情況應當采取科學手段不斷完善和優化變速給水泵，在此過程中所采用的主要措施是平移變速給水泵曲線和調節轉速，在此種方法下運行的水泵功能效果要遠遠高于速給水泵。該形式的給水泵優勢主要表現在不需要使用給水調節閥轉變積水流量，此優勢在汽輪機處于低負荷運行狀態時尤為明顯，有效降低了汽輪機運行中的能量耗損，由此可見，運用以上方法能夠充分提高汽輪機的運行效率及運行安全性，加強了氣動泵機組運行過程中的經濟性能。

3.2 采取科學措施有效優化汽輪機背壓

從其性質來看，背壓主要適于汽輪機排泄壓力范疇，一旦背壓產生變化，將會直接對汽輪機系統中的不同參數產生影響，不僅如此，還會在很大程度上加大整體機組的煤炭資源耗損。綜合來看，影響背壓參數值的主要因素是流量所、機組負荷、循環水溫度等。為了有效確定循環水泵耗能量增加與背壓參數值提高之間的聯系，可以充分將機組凈出力法應用到實際優化實驗過程中。其整體優化實驗流程主要是，當汽輪機處于不同負荷狀態下，改變凝汽器的背壓參數，同時全面測量汽輪機系統中已增加的功率，根據現階段循環水泵的具體耗能情況為基準，從而獲取最適宜的汽輪機系統背壓。

3.3 采取科學措施有效優化凝汽器內部真空抽氣系統

對于火力發電廠中的汽輪機系統而言，最為重要的組成部分非凝汽器真空抽氣系統莫屬，主要是因為凝汽器真空抽氣系統會對整體汽輪機的正常運行產生較大影響。在原始系統中，普遍會發生凝汽器真空抽氣系統故障，同時由于真空系統發生氣體泄漏情況，導致水環真空泵的超載現象，對汽輪機系統造成相當嚴重的損壞。針對此情況，若要全面提高汽輪機系統的運行效率，首先需要優化凝汽器內部真空抽氣系統各項功能。

4 結語

現階段火力發電廠中汽輪機系統往往存在汽輪機系統問題、軸封輔助系統、疏水系統問題，正是因為這一系列問題導致汽輪機在運行過程中損耗大量能源造成資源浪費，所以，應當從以上三個方面入手，不斷優化其系統功能，提高火力發電廠整體運行效率，滿足節能降耗要求，從而有效實現火力發電廠的可持續性發展。

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作者簡介：張祥（1987-），男，寧夏銀川人，神華寧夏國華寧東發電有限公司助理工程師，研究方向：電廠鍋爐系統（2*330MW循環流化床鍋爐）、汽輪機系統，發電機及電氣系統運行、維護，電廠整體運行、電廠運行難題及問題解決。

（責任編輯：黃銀芳）endprint