電廠集控運行汽輪機運行優化措施探討

王信杰 雷浩延

青海黃河上游水電開發有限責任公司西寧發電分公司

電廠集控運行汽輪機運行優化措施探討

王信杰 雷浩延

青海黃河上游水電開發有限責任公司西寧發電分公司

隨著用電戶的增多，電廠規模的擴大，電網結構的優化調整，汽輪機作為電廠的重要設備之一，其運行過程也因電網調整等變得復雜。而且目前我國的資源有限，人口眾多，各方面的用電率也在不斷的上升，節能顯得非常的重要。所以對汽輪機各方面進行優化處理顯得非常必要。通過優化汽輪機運行，可以節省資源，提高電廠的社會經濟效益，在一定程度上對國家的發展做出貢獻。本文對目前汽輪機運行的問題以及對其的優化進行了具體的闡述。

電廠；集控運行；汽輪機

隨著工業科技的進步以及經濟的發展，火力發電廠的汽輪機設備應用水平在不斷提高，同時，由于汽輪機是火力發電廠火電機組的三大重要部件之一，所以，對于汽輪機的運行優化以及如何保證汽輪機高效、穩定、安全的運行對于提高電廠工作質量，增加發電廠的發電量來說都是必須的。對于我國當前普遍存在的一些汽輪機問題來說，會導致發電廠設備運行狀態不佳，降低電廠的經濟效益，更有甚者會影響到發電廠的安全生產。所以，對于電廠汽輪機的優化研究是必須并且應當長期堅持的一項工作，對于電廠來說是保證工作效率，發電量等的重要基礎之一。

1 發電廠汽輪機概述

汽輪機是一種旋轉機械，利用沖動作用原理和反應，實現熱能向機械能的轉變，進而實現發電。具體的沖動原理就是通過蒸汽噴嘴中的蒸汽經過動液氣道時改變方向使其作用于汽輪機葉片，進而實現葉輪的轉動，使得熱能轉化為機械動能。而發動原理則是，當汽輪機中的蒸汽作用于汽輪機葉片時，形成氣道內膨脹并不斷加速葉片轉動，促使葉片旋轉做功。

汽輪機的工作原理決定了其具有明顯的機械設備特征，也決定了其高能耗的特點，單機功率較大且具有高熱效率。所以，對于汽輪機的合理優化可以使得電廠的能耗下降，效率提高，是十分有意義的。

2 電廠汽輪機耗能分析

2.1 汽輪機的啟停耗損

汽輪機的啟停過程是轉子應力的變化。汽輪機在運行情況下，轉子表面蒸汽參數發生升降，轉子內部處于不穩定的溫度場，轉子長期在這種高溫、高壓下持續工作，如果參數處理不當，啟動停止的過程中會產生較大的損耗，最終導致降低汽輪機工作效率較低，同時減短汽輪機的使用壽命。

2.2 汽輪機組能量耗損

電廠整體運行中，汽輪機是實現所能量轉化的原動力。其運行的復雜、配合的復雜是導致能量損耗的重要原因。其中較為明顯的表現是汽輪機的汽閥，通常汽輪機的的汽閥分為單閥調節和順序閥調節。單汽閥的調節是通過汽輪機蒸汽參數直接控制，而順序閥是通過噴嘴來控制蒸汽閥門的開關。所以汽閥壓力大、噴嘴室和外缸容易變形、密封性及部分機組運行能量損失都是汽輪機組耗能的原因所在。

2.3 密封水系統問題

汽輪機汽動給水泵軸端密封采用迷宮密封。通過間隙控制泄漏方式進行軸端密封。該類型密封設計在汽動給水泵緊急停機的情況下，經常出現密封水回水不暢現象，造成小機油箱中進水。嚴重影響汽動給水泵安全經濟運行。

3 完善電廠集控運行汽輪機運行優化

3.1 優化方案

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施加很重的負擔，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。

3.2 軸封系統的優化

汽輪機的軸端汽封又名汽輪機軸封，其作用是避免外界空氣進入汽輪機，也防止高溫高壓的蒸汽泄漏到外面，減小蒸汽泄漏量，然后減小化學補水量和避免高能位的工作介質向低能位活動。作為汽輪機必備部件，汽輪機的軸封的漏汽丟失約占內部丟失的1/3 左右。近年跟著汽輪機密封技術的不斷發展，汽輪機運行的安全可靠性和機組熱功率都得到相應改進，有用的提高機組熱功率，減小燃料耗量，改進了電廠的經濟性。

3.3 給水泵的優化

傳統的電動給水泵的運行方式是定速給水，這種運行模式通過調節鍋爐給水的閥門，這種方式明顯存在缺陷，即當發電機組低負荷運轉的時候，閥門所帶來的節流損失將會非常大。所以針對給水泵的優化也是十分必要的，對于優化變速給水泵，需要技術人員根據變動速度和平移泵的曲線來完成符合工作具體情況的相關設計。相對于定速的給水泵而言，變速的給水泵優化了許多現存問題，主要是不用通過調節閥來調節水的流量，而這種變速自動控制水流來調節大大減少了發電汽輪機組在低負荷狀態下的能源損耗，起到很大的節能效果，并改善整個電廠的經濟生產效益。

3.4 汽輪機停機過程優化

汽輪機停機的過程中，各部件的工作都在陸續歸零，進汽量在一步步減小到零，主汽門也將被關閉，汽缸等各個零部件的溫度都逐漸冷卻。依據進汽參數的不同，汽輪機停機分為兩種，滑參數停機和額定參數停機。采用滑參數停機方式，一方面可以提高汽輪機運行效率，能夠有效地利用鍋爐機組的預熱進行發電，減少熱量的浪費。同時也能夠對汽輪機各部件進行有效的降溫，對設備的檢修非常有利。

綜上所述，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] 楊昌城，林禎烜. 電廠集控運行汽輪機運行優化措施探討[J]. 工業設計，2016，03：125+127.

[2] 馮劍釗，張景偉. 電廠汽輪機運行優化措施探討[J]. 科技視界，2015，12：244+282.