淺析如何優化發電廠汽輪機運行效率

賀祥

【摘 要】發電廠是我國重要的能源來源部門，發電廠的運行效率很大程度上影響著我國整體的資源利用效率。根據近年來的相關數據，我國發電廠的汽輪機運行效率一直偏低，浪費了大量的資源與能源。本文在分析汽輪機存在的問題的基礎上，進一步對發電廠的汽輪機運行效率優化措施進行探究，希望以此為節能減排與可持續發展的實現提供一些具有價值的參考憑據。

【關鍵詞】發電廠 汽輪機 運行效率

發電廠主要是通過各種燃料燃燒，將原煤等在燃燒后產生的熱能加熱水，再通過這些高溫度的蒸汽通過汽輪機后轉化為動能，最后經由發電機轉化為電能供給電網。發電廠的汽輪機系統比較復雜，影響其運行效率的因素主要有：凝汽器的端差與背壓、補水率、主汽壓力與溫度、循環水泵耗電率、汽缸熱效率、附屬系統性能等。對發電廠的汽輪機運行效率進行優化，也就是說要熟悉整個熱力系統，分析系統中潛在的節能技術，從而對系統進行優化設計與改造，提高整體的運行效率。

1汽輪機存在的問題

由于汽輪機的結構較為復雜，影響其運行效率的因素有很多。其中，對整個汽輪機的運行效率影響最大的幾個因素有：疏水泵的性能、機輪機的性能、軸封結構等輔助系統的性能（1）。在實際生產中，發電機的汽輪機在運行過程中這些子結構都或多或少存在一些問題。本文針對目前存在的這些問題展開分析。

1.1汽輪機整體的問題

在實際生產中，汽輪機高壓缸的排氣溫度往往超出設計值，使得大量的能力通過熱能的形式耗散，使高壓缸的效率降低，導致整個汽輪機的運行效率變低。此外，若汽輪機的密封效果不好，縫隙大時，會導致漏氣量大，增加系統所需的能量。在負荷較大的情況下，會影響到汽輪機的穩定性。此外，汽缸掉門的振動振幅過大時，也會影響到系統的安全性。

1.2疏水系統的問題

在實際生產中，汽輪機的疏水結構設計大多過于龐雜，使工人操作與管理起來較為麻煩。復雜的設計使得系統容易出問題，特別是疏水管道的閥門容易發生泄露，使高溫的蒸汽與凝汽器相遇，影響汽輪機的資源利用率與凝汽器的運行。此外，疏水集管與擴容器之間的溫差也容易使相連的管道發生破裂。

1.3軸封系統的問題

雖然目前大多數發電廠的汽輪機中所用的軸封系統已經具有較高的運行效率，但仍存在一些問題。由于軸封系統設計較為簡單，因此在汽輪機啟動與停機時，軸封壓力急劇降低，其變化范圍過大，不能自動調節。而在汽輪機運行時，軸封的蒸汽壓力又太高，會影響系統的密封性，導致蒸汽泄露。其它的一些輔助結構，也有很多影響汽輪機運行效率的因素，比如在循環水結構里，水泵電機不能實現實時改變轉速，使在較低符合時電機仍保持較高轉速，導致不必要的消耗。

2發電廠的汽輪機運行效率優化措施

通過上文對發電廠的汽輪機存在的問題分析來看，要優化汽輪機的運行效率，要從以下幾個方面來進行：

2.1對汽輪機整體的優化

對汽輪機整體的優化，指的是依據標準加強對汽輪機的運行維護，防止由于操作失當導致程序出錯；定期清理加熱系統的管道，可以一定程度的提高供熱效率，避免由于管道內的沉淀物損耗熱能（2）；定期檢查管道是否滲漏，特別是要防止熱管泄露。為提高汽輪機的效率，還可以在規定范圍內合理控制鍋爐中燃料的量及添加燃料的速度，尤其是要控制好汽輪機停止與開始工作時水蒸汽的溫度。

此外，在檢查與維修汽輪機時，還要注意加熱環節是否有漏點，并注重水室的密封性能。如果脫水室的焊接密封性能較差，則汽輪機在水蒸汽進行加壓的過程中就會發生高壓蒸汽泄露事故，泄露出來的熱量會與冷水管做能量交換，大大損失了系統熱能，導致汽輪機的給水溫度較低，使整個系統的啟動時間變長。

2.2疏水系統及凝汽器的優化

根據上文分析可知，目前疏水系統主要存在的問題就是容易由于系統的復雜性而發生泄露，導致凝汽器運行出問題。而汽輪機凝結器是確保汽輪機整個系統最佳運行的前提與基礎。為保證其處于正常運行狀態，具體的優化措施有：第一，要保證整個疏水系統的密閉性，為此每個月要對整個系統進行超過兩次真空密閉性試驗，并在檢修過程中進行凝結器的灌水找漏試驗。第二，做好對疏水系統定期的運行檢查與維修工作，主要是檢查疏水水泵的水位是否處于正常要求，水溫是否在規定的范圍內。第三，要實時監督疏水系統的管線內所用的循環水的水質是否正常，確保凝汽器的銅管內沒有水垢。若在檢修過程中發現存在水垢，要及時清洗掉。第四，要確保凝汽器的水位正常，也就是說保證熱水交換的冷卻面積，使整個疏水系統處于安全、經濟的運行狀態。

2.3軸封系統的優化

根據上文分析，軸封系統存在的問題主要是無法控制在汽輪機啟動與停機時軸封處蒸汽壓力的大小及變化。目前對軸封系統的優化主要是：將軸封平衡感的壓力使用壓力變送器進行測量，再通過壓力變送器將壓力信號傳入控制系統中，與設定值進行比較分析，經過整定計算，將計算得到的標準信號再輸入給電動調節閥的電氣轉換器開關中，從而對調節閥的開度進行調整，使汽輪機的軸封蒸汽壓力一直處在規定范圍內。

此外，在汽輪機啟動時還可還可以依據汽輪機的啟動曲線合理選擇相關參數，先使用旁壓先開的方式開啟真空破壞門，使汽輪機的真空維持在規定范圍內，增大汽輪機的蒸汽量，加快暖機速度（3）。在汽輪機停機過程中，還可以通過使用合理的停機參數，以保證系統的各個部件不會因為緊急停機而造成破壞，有效延長整個系統的運行壽命。

軸封系統的優化是一個周期較長的過程，發電廠工作人員應及時運行過程中軸封出現的問題及性能數據異常情況反饋給設計廠家，為其優化軸封系統提供實際數據與材料。通過不斷的調試與優化，可以使軸封系統實現較為理想的運行性能。

3結語

發電廠是我國重要的能源來源部門，對其運行效率進行優化具有較高的意義。對汽輪機運行效率的優化可以從其存在的問題角度來進行。一般而言，汽輪機主要存在的問題主要是汽輪機整體、疏水系統過于復雜、凝汽器密封不好、軸封系統設計簡單無法控制壓力，針對這些問題，本文提出了相應的優化建議，可以有效提高發電廠汽輪機的運行效率。

參考文獻：

[1]王文霞，趙亞瓊，洪元濤 等.關于發電廠汽輪機運行效率優化探究[J].科技經濟市場，2014，（6）：121-122.

[2]張偉.淺談電廠汽輪機運行優化措施[J].科技創新與應用，2014，（25）：113-113.

[3]張清宇.發電廠汽輪機運行效率優化分析[J].科技展望，2015，（3）：36-36.