淺談電廠汽輪機運行優化措施

華電電力科學研究院 孟獻兵

淺談電廠汽輪機運行優化措施

華電電力科學研究院 孟獻兵

在我國經濟不斷發展的同時，電力企業亦高速發展。隨著電廠規模的不斷增大，其能耗也不斷增加，在其中汽輪機組運行過程中的能耗便占據很大部分。如果可以優化汽輪機的運行過程，便可以降低我國電廠中的能耗，提高我國電廠的發電效率。本文中將原傳統配汽方式轉換成順序閥配汽方式，進而優化汽輪機組的運行過程。并且分析了其電廠汽輪機的滑壓運行曲線對文中優化措施的效果進行了驗證，在實現電廠汽輪機降低能耗以及提高效率有著重大作用。

電廠汽輪機；運行優化；措施；探討

前言

在汽輪機開始工作時，大汽閥便會先行開啟，用以增大蒸汽流量，其進入汽輪機內部后帶動汽輪機開始運轉。因此欲提高汽輪機的工作功率，我們可以采用優化汽輪機蒸汽參數的方法來實現。汽輪機汽閥一般可以通過單閥調節或者順序閥調節來進行控制。其中前者便是利用其蒸汽參數進行控制，而后者則是用噴嘴開關閥門。就我國目前現況而言，大部分電廠中使用復合型的配汽方式。即在啟動以及負荷較小的時候采用單閥，在額定工況時采用順序閥。這種方式在負荷比較高的時候效率比較高，但是在開啟以及負荷較少時則具有非常嚴重的節流損失。為了實現節能減排，提高汽輪機工作效率，我們可以采用優化其配汽方式來達到目的。

1.汽輪機配汽方式的優化措施

1.1 傳統汽輪機配汽方式簡介

由上述敘述中可知，在汽輪機運行過程中，我國大部分電廠使用復合型配汽方式進行控制。可以通過改變蒸汽參數及其流量控制各個閥門的工作過程。當汽輪機的負荷比較小的時候，一般由單閥進行節流調節。而且在這一過程中，四個閥門一起工作。在負荷增大到一定程度時，開始成為順序閥調節，部分閥門停止工作。這種工作方式的負荷在90% 以上效率可以到最高。然而在實際運行過程中，改變閥門調節時會產生大量損失，為改善其運行過程，便會優化其滑行參數來達到理想工況。其中一種有效措施便是在運行過程中保持閥門開度，利用蒸汽壓力改變負荷。但是這種方法也存在著一定的弊端，在運行過程中負荷發生突變，因此順序閥調節時會產生較大的損失。

1.2 優化方案探討

通過一系列的相關分析，可知，在傳統的復合型配汽方式會在負荷作用突變過程中引起過高的熱損。為避免上述情況的發生，本文提出以下的調節方式用于優化電廠汽輪機運行過程。將傳統閥門調節方式即從單閥轉為順序閥調節方式改變為單閥式--順序閥式--單閥式的“三閥式”調節方法。這種方法可以在改變配汽方式的時候合理優化負荷作用，在此過程中需要注意認真校核調節級的強度。這種新式調節比之前傳統的調節方式而言，在汽輪機的負荷突變時損耗更小，其可以通過分擔系統負荷而使得效率大大提升。傳統的調節方式在突變瞬間便會對系統世家很重的負擔，能耗增大，調節級強度過大，不利于系統調節。

其次在針對優化滑壓運行曲線方面，新式配氣方式比傳統的在流通能力方面更加優秀。雖然在運行過程中，新式的配汽方式會改變原有的運行方式，但是其強大的調節鞥能力會更加有效的改變負荷運行方式，而且在轉變過程中，耗能會大幅減少，效率更高。

2.實例分析

為驗證上述中的新式配汽方式的成果，特做下列研究探討。我們在某電廠改變其汽輪機的調節級噴嘴組的運行過程為上述優化方案，并且將不同的調節方式進行比較分析，該廠中的汽輪機調節級噴嘴組的安裝方式如下圖1所示。

圖1 輪機調節噴嘴組的俯視圖

通過研究在傳統配汽方式的工作，我們可以得出配汽閥門的開度，其便如表1所示。

我們分別使用三種配汽方式對電廠汽輪機的調節級噴嘴組進行調節。其一：通過逆時針順序進行調節，即2-4-3-1的方式。其二通過逆時針對稱順序進行調節即2-3-4-1的方式。其三采用順時針對稱的順序進行調節，即4-1-2-3。

通過在相同條件下對各組優化方案進行分析運行，便可以統計出各個方案下對上述調節方式進行研究之后便可以得出各個系統的熱耗裝態，并且根據數據結果便可以對其配汽方式的優化程度有一定了解，可以得到各個系統的效率高低。其熱能損耗實驗結果如下表2所示。

從實驗結果分析可以得到，在上述三個優化方案均有減少能耗的效果。而且其中第一個優化方式在提高效率減少能耗的方面的效果最好。并且通過進一步對上述方案的負荷轉化效率，采購成本以及發電效率進行分析，我們通過對優化方案進行為期一年的跟蹤調查可以得出如表3的結果。分析結果可以知道，上述優化方式1的使用可以大幅提高汽輪機組的運行效率，降低能耗，提高企業利益。

3.發電廠汽輪機的發展趨勢

在電力企業的發展進步過程中，汽輪機做出了巨大的貢獻，即使高科技不斷進步的過程中，汽輪機仍然在電力企業中占據這重要地位。目前為提高電廠發電效率、減少能源損耗，我們應當對汽輪機進行優化研究。目前研究方向有如下幾種。

首先減少汽輪機的熱能損耗，減低損耗的主要技術便是通過熱能與動力工程當中的二次循環再熱過程以及提高蒸汽參數。高發電效率以及低能耗必定是汽輪機未來發展的方向之一。而且隨著各種新型技術的問世，各種設備的創新發展，汽輪機的轉化率也逐步邁進，雖然目前效果并非十分突出，但是轉化率作為汽輪機運行過程的重中之重，必定在未來發展中占據很大的比重。

4.結語

隨著人們對環境保護意識以及能源節省意識的增強，我國目前大部分企業都在向著可持續發展以及節能減排的方向不斷努力，電力企業也是這樣。目前我國電力企業仍然以火力發電為主，這種發電方式的能耗過高，發電效率并不十分突出。因此我們需要對其進行優化，利用熱能與動力工程中的相關內容，不斷提高其工作效率，提高產業利潤。通過對其運行過程中的每一處細節進行合理優化，促進電力企業的發展，提高我國的經濟利潤。

[1]中國動力工程學會.火力發電設備技術手冊(第二卷)[M].北京:機械工業出版社,1998.

[2]中國國家標準化管理委員會.電站汽輪機熱力性能驗收試驗規程GB/T 8117.2-2008[P].北京:中國標準出版社,2008:8-44.

[3]李強,劉金福.汽輪機配汽設計改進技術[J].海爾濱工業大學,2008.

[4]方慶海.火電機組節能潛力診斷方法研究與應用[J].動力工程,2011(11).

孟獻兵（1982—），男，工程師，主要從事火電廠調試、熱經濟性分析工作。