電廠集控運行中汽輪機運行優化策略探討

邢銳 郭云斌

【摘 要】在電廠集控運行中，汽輪機作為核心部件，其運行的安全性、穩定性和工作效率，會對電廠的發電效率和實際效益產生較大影響。在實際生產中，為避免發生影響汽輪機安全性和工作效率的問題，必須持續對電廠集控運行汽輪機開展優化工作，使汽輪機能夠長期安全高效運行，保障電廠的發電效率和經營效益，進而滿足社會對電能的需求。

【關鍵詞】電廠集控運行；汽輪機；運行優化；策略

1汽輪機工作原理及其分類

汽輪機是一種表面設有大量葉片結構的旋轉式蒸汽動力裝置，該裝置主要將蒸汽的熱能轉化為機械能，從而驅動發電機進行發電。具體過程為：鍋爐將其內部的水加熱后變為水蒸氣，由于液體向氣體轉化的過程中體積快速膨脹，因此蒸汽沿管路加速進入汽輪機，并從一定角度的噴嘴中快速噴向汽輪機葉片，推動汽輪機葉片旋轉，從而實現了熱能到旋轉機械能的轉化。汽輪機在發電廠里有著重要的地位，只有保證汽輪機的正常工作才能順利產生電能，保障社會的進步，居民的正常生活。市面上的汽輪機有多種不同的結構，結構的不同導致它在正常運行時的的工作效率也不一樣，每種汽輪機的工作原理也不一樣，這就要求技術人員要充分了解不同的汽輪機的工作原理。汽輪機大致的種類在下文中有詳細介紹：①從電廠汽輪機的結構功能出發，可以分為單級和多級，單缸和多缸，單軸與雙軸汽輪機。②汽輪機的種類有很多，如果是單純的將其按照工作原理分，可以分為以下幾種：速度式汽輪機、沖動式汽輪機、反動式汽輪機。這幾種汽輪機的大致區別在于膨脹位置產生的不同，首先是速度式汽輪機，這種汽輪機是由蒸汽在噴嘴中膨脹的，其次是沖動式汽輪機，這是在各級碰嘴處及靜葉部位所產生膨脹的，最后是反動式汽輪機，此類是靜葉、動葉均發生膨脹的，其相同點是膨脹之后所產生的動能在汽輪機上進行應用。③依據汽輪機熱力特性的不同，可把汽輪機細分為：蒸汽式汽輪機、供熱式汽輪機、背壓式汽輪機、抽汽式汽輪機以及飽和蒸汽式汽輪機。

2電廠集控運行中汽輪機運行問題分析

2.1汽輪機軸承損壞

軸承是汽輪機運轉的重要零件，也是其拖動發電機運轉的主要支撐部分。但是，若是工作時間過長，受到長期振動、摩擦和高溫的影響，汽輪機的軸承會出現一定的裂紋，從而影響到了軸承的運轉質量。同時，由于長時間不清理，軸承室內也會存在一定的雜質，軸承潤滑的油脂也會因為變質而失去其原來的潤滑作用。此外，質量問題也是導致汽輪機軸承損壞的一個重要原因。若是內部部件質量無法保證，則在工作中，汽輪機內部的高溫環境會對軸承產生很大的影響。軸承損壞是汽輪機的重要故障之一，很多情況下，一些微小的故障若是沒有及時發現，軸承的損壞會因為進一步的高強度工作加速惡化，從而可能引發大的安全事故。

2.2真空下降

真空下降也是導致汽輪機運行故障的原因之一，會影響設備運行功能。汽輪機運行期間，零部件相互摩擦會產生熱量，保養不到位就會造成真空下降。具體分為兩種情況：一是急速下降，原因在于循環泵的總壓力出現零歸位；二是緩慢下降，原因在于水量不足，出口溫度、進口溫度的差異明顯，造成出口堵塞。

2.3油液質量不佳

油液質量不佳時造成汽輪機油系統故障的主要原因之一，主要表現為油液中顆粒物以及水分子含量過高，遠遠超過了汽輪機正常運轉的范圍。在油液中水分含量過高的情況下，很容易造成油質乳化問題，而在該情況下，油液將難以發揮出其預定作用。以潤滑油為例，其在乳化的情況下，粘度將大幅度降低，容易造成軸承部件中油膜的破壞，一旦出現該問題，軸承轉動過程中可能出現摩擦增加的問題，嚴重時可能出現干摩擦現象。另外，由于油液的乳化，其防氧化作用也會大幅度降低，會導致保安系統銹蝕，嚴重時將降低相應構件活動的靈敏性，甚至可能出現保護拒動。

2.4汽輪機組振動過大

電廠汽輪機設備的機組振動過大問題，是汽輪機故障中較難處理的問題之一，而造成這種現象的主要原因有以下幾種：第一，汽輪機組中的葉片發生損壞；第二，汽輪機連接部位的螺栓安裝不牢固；第三，汽輪機運行時使用的潤滑油質量不高，甚至含有大量的雜質。這些都會造成汽輪機組發生故障，一旦汽輪機在運行中機組振動過大，就會對其軸承座和汽缸連接部等帶來傷害。

3電廠集控運行中汽輪機運行優化策略

3.1汽輪機軸承損壞的優化策略

為了保障汽輪機工作的安全性，首先就需要嚴格按照相關標準，生產或者采購質量有保證的軸承。同時，對于電廠工作人員，也要在工作之前，對軸承進行重點檢查，仔細檢測是否有裂紋等損壞現象。若是發現問題，需要及時上報，并更換軸承。而在平常的工作中，也要做好汽輪機軸承的防護工作，避免其損壞。可以將防軸電流裝置安裝在軸承的相關環節上，并需要對軸承周圍溫度進行嚴密監控，避免溫度過高對軸承造成的損壞。當軸承在檢修工作中被發現有故障時，就需要做好維修工作，及時排除故障。在故障排除工作中，必須保證安全，工作也必須在裝置完全關閉下進行。

3.2真空下降的優化策略

對真空下降故障進行檢查時，首先要對照表計，當真空表明顯下降、排氣室溫度下降，可以斷定真空下降。查明原因可以輔助利用真空泵、空氣抽氣器等，根據不同原因進行處理，具體如下：①循環水中斷，應啟動備用循環泵，確保泵處于正常轉向；沒有備用循環泵，則將負荷降低為零，打閘停機，調整水位并清理堵塞。②真空泵異常，應啟動備用真空泵，水位過低應及時補水，使其處于正常水位。③凝汽器滿水，應啟動備用凝結水泵，并打開水位調節閥，必要時將凝結水排入地溝，促使水位恢復正常。④軸封供汽中斷，主要是壓力調整期失靈引起的，應開啟軸封調節器的旁路閥門，檢查除氧器內是不是處于滿水狀態，如果滿水要降低水位，使用軸封的備用氣源。

3.3油液質量不佳的優化策略

油液乳化多是因為水分含量較高，在出現劇烈攪拌的情況下，很容易出現乳化問題，且高溫作用下空氣與油液的反應也可能造成油液乳化。為避免油液乳化，有必要對油液的含水量進行合理控制，堅決杜絕油箱進水問題。重點需要對冷卻水漏入以及軸封漏氣進行防控。對此，必須加強對冷卻水壓力的查驗工作，要確保冷卻水的壓力滿足相關規范（即低于油液壓力）。同時需要加強汽輪機軸封性能的檢測，確保其密閉性能良好。應該定期做好油箱底部水分清除工作，在清洗油系統之后，需要及時清除系統內部殘余水分，盡可能降低油液中水的含量，以保障油液質量。

3.4振動過大的優化策略

要避免汽輪機組振動過大問題，首先，需要對斷裂的葉片進行修復，避免出現不平衡現象；其次，按照相應的操作規程嚴格執行每一環節；最后，確保汽機啟停符合工作流程，加強對汽輪機振動情況的系統監視，將振動參數控制在合理的范圍內，并在機組中安全相應的保護裝置。

4結束語

目前我國環境保護力度持續加碼，為更好地滿足社會的環保需求和日益增長的電能需求，提升現有火電汽輪機組的發電效率是最高效的方式。本文以發電廠為研究對象，針對其存在的汽輪機運行題，提出了對應的優化策略，對于促進汽輪機組的高效穩定運行，幫助提升發電效率和經營效益具有重要意義。

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（作者單位：國電電力大同發電有限責任公司）