電廠集控運行中汽輪機運行優(yōu)化措施研究

任宏耀

摘 ?要：汽輪機是提高電廠運行效率的關鍵設備。文章基于汽輪機結構及工作原理，圍繞汽輪機在運行過程中所存在的配汽、水泵、啟停及維護問題進行分析，探討了針對汽輪機運行的優(yōu)化措施，以期為電廠汽輪機優(yōu)化工作提供參考，提高汽輪機的運行效率。

關鍵詞：電廠;汽輪機運行;優(yōu)化措施

引言：自20世紀50年代，汽輪機被應用于電廠，如今已有70多年的歷史，但隨著科學技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，原有的汽輪機運行模式已不能滿足需求，需及時進行調(diào)整，才能保證電廠保持高效的電能輸出。為此，必須優(yōu)化電廠集控運行中的汽輪機運行機制，進而提升電廠的生產(chǎn)效率。

1.電廠汽輪機特點及工作原理

1.1汽輪機特點

熱電聯(lián)產(chǎn)特點是熱、電負荷適應性好，但在無熱負荷或熱負荷較小時，機組的經(jīng)濟性下降。這種機組的造價比較高，適用于熱負荷頻繁變化的場合，熱負荷變化，最大輸出功率亦隨之改變。熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機為在無熱負荷時，機組發(fā)出的電功率最大，在有熱負荷時，小范圍內(nèi)電、熱負荷可分別調(diào)整，隨著熱負荷增大，機組輸出電功率下降，當熱負荷達到最大時，機組輸出電功率最小。

1.2汽輪機工作原理

凝氣式汽輪機是從汽輪機中間某級后抽出具有一定溫度和壓力的部分蒸汽供向熱用戶，剩余蒸汽在以后級中繼續(xù)做功，最后排入凝汽器。一般包括單抽汽和雙抽汽兩種，其抽汽的調(diào)節(jié)主要由旋轉隔板或調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)。因部分蒸汽去供熱，汽輪機發(fā)出的功率和進入凝汽器的流量可隨抽汽量的大小而進行改變，因此汽輪機的工況改變，熱電比也隨而變化。

2.汽輪機運行過程中的問題分析

汽輪機運行中主要存在四個問題，下面將進行論述。第一，配汽問題。汽輪機在不同運作中運用不同的配汽方式會使工作效率和能耗不同。傳統(tǒng)的配汽形式分為單閥和順序閥，但使用這兩種配汽形式時常會出現(xiàn)故障問題，影響工作效率;第二，水泵問題。大多數(shù)情況下，汽輪機給水泵軸端采用的密封方式為迷宮密封，而采用迷宮密封的方式時常出現(xiàn)問題。一旦緊急停用給水泵，可能出現(xiàn)密封水回水不順的情況，導致給水泵軸承進水，從而影響項目運作進程;第三，啟停問題。汽輪機的啟動和停運過程關乎汽輪機的使用年限，是汽輪機運行過程中最重要的階段。錯誤的啟停過程，會對設備乃至之后的生產(chǎn)都造成惡劣影響。影響啟停的本質是轉子應力，若轉子的蒸汽參數(shù)處理不得當，會在很大程度上降低運轉效率;最后，維護管理問題。汽輪機的日常維護和管理，直關乎機組的安全運行情況。在電廠集控運行中，汽輪機時刻處于極大壓力作用下，長期以往，這種超負荷運轉會導致汽輪機性能下降，嚴重的話則無法繼續(xù)工作。

3.針對汽輪機運作的優(yōu)化措施

3.1運用科學合理的配汽方式

當汽輪機在高負荷運作時，采取復合型配汽方式才可以使能耗和運行效率得到保證，但是，汽輪機不可能時刻處于這樣的狀態(tài)中，當汽輪機進行低負荷運行或者汽輪機剛剛啟動之時，運行效率比較低且能耗較大，所以，對于這種情況，可考慮從較為傳統(tǒng)的復合型配汽方式轉變成更加先進的三閥門配汽方式，即單閥調(diào)節(jié)轉成順序閥調(diào)節(jié)，再轉成單門調(diào)節(jié)的配汽方式。更新成三閥門配汽方式之后，不僅對調(diào)節(jié)級要求有所降低，而且在配汽過程中能夠有效的降低系統(tǒng)運行的負荷強度，進而獲得強大的流通性能。三閥門配汽方式能使汽輪機在運行過程中，優(yōu)化能量損耗，并在很大程度上提高汽輪機的運行效率，因此，采用科學合理的汽輪機配汽方法勢在必得。使用新型三閥門配汽方式開展工作時，檢修人員須妥善處理好相應工作，對閥門進行定期檢查及不定期抽查，以確保閥門的密封性，因為閥門的密封性出現(xiàn)問題的話，不但會導致安全事故的頻發(fā)，也會對設備造成極大的損壞。檢修工作人員必須保證三閥門配汽形式的合理運行，這為提高集控運行的安全性及汽輪機的有效性打下了堅實的基礎[1]。

3.2優(yōu)化給水泵

以前，電廠的汽輪機大部分是采用定速給水泵方式來運行的，定速給水泵的運行是依靠鍋爐給水閥門進行調(diào)節(jié)的，然而實踐結果表明，這種傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式存在很大問題。當機組運行處于過低負荷時，能源損失會非常大，運行效率也得不到保障。因此，想要提高汽輪機的運行效率，進行給水泵的優(yōu)化必然是措施之一。那么，勢必要對傳統(tǒng)的給水泵運行方式做出改變。對于給水泵的優(yōu)化運行，需要專業(yè)的技術性人員以平移泵曲線和變動轉速為基礎，進行變頻給水泵的設計。變頻給水泵的優(yōu)勢非常明顯，它不需要像定速給水泵一樣，只能通過改變水調(diào)節(jié)閥進行水流量的控制，所以節(jié)能效果會更加明顯，特別是在汽輪機低負荷運行時。同時這種新型給水泵方式能夠提高發(fā)電效率，還可以有效地改善氣動泵組的運行經(jīng)濟性，進而使電廠的經(jīng)濟效益得以提升。在給水泵的實際優(yōu)化過程中，研究出最有效的方法是對凝汽器內(nèi)部不斷進行改良優(yōu)化，或是對電廠的熱力循環(huán)系統(tǒng)進行改革創(chuàng)新，以通過良好的舉措讓機組的水環(huán)真空泵在更為科學、合理的條件下安全運行[2]。

3.3對啟動、停機過程進行改進

汽輪機啟動的一般流程為鍋爐點火、升溫升壓、沖車及并列接帶負荷等。在進行鍋爐點火前，需充分做好準備工作，汽輪機潤滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)、爐側各輔機油站投運正常，油質化驗合格，燃油系統(tǒng)正常，方可點火。再把汽輪機內(nèi)部抽成真空并投入軸封冷卻器，在爐內(nèi)壓力和溫度達到一定標準時開啟旁路。在這一過程中，由于中缸啟動并網(wǎng)后負荷高缸切缸帶負荷，極易導致高壓缸排汽溫度偏高，長期下來，會對汽輪機造成一定損害并帶來安全隱患。所以，必須采取相應的措施以降低排汽溫度。在汽輪機啟動前，可以設置其再熱蒸汽壓力值一直保持在0.5MPa之下，以保證排汽逆止門可以適時開啟，加大進入高壓缸中的汽流量，從而讓高壓缸的排汽溫度一直控制在安全范圍以內(nèi)，減少機組的啟動時間，減少損失，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。汽輪機停機方式包括額定參數(shù)和滑參數(shù)兩種。通過對比發(fā)現(xiàn)，滑參數(shù)停機較于額定參數(shù)停機來說，綜合效益會更好，體現(xiàn)在：一方面可使用鍋爐機組預熱發(fā)電而降低能量損耗，利于其他部件降溫;另一方面滑參數(shù)停機方式還能明顯提高汽輪機的工作效率[3]。因此，對于汽輪機的啟停問題，相關工作人員必須給予足夠的重視。

3.4設立專業(yè)維護人員

在電廠集控運行中的汽輪機運行過程中，專業(yè)的維護管理人員對于汽輪機的平穩(wěn)運行是相當重要的。如若維護人員工作不到位，極有可能導致汽輪機不能按照原有模式運行，從而導致生產(chǎn)出現(xiàn)問題。因此，在電廠集控運行中，強化機組維護和管理工作是很有必要的。以前，汽輪機的機組維護和管理人員的工作效率比較低，這為機組的維護和管理之路設下了一大屏障。要想對汽輪機組的維護和管理工作進行改進，可采取下面更加科學、有效的管理辦法。首先，充分做好汽輪機工作前期的準備工作，安排專業(yè)的維護管理人員，對機組的重要設備和重要部位等進行細致的檢查，以保證汽輪機組的工作得以順利開展;其次，當汽輪機在運行過程中，相關維護人員需設立檢查制度，采取定期檢查和不定期抽查相結合的模式。一旦發(fā)現(xiàn)關鍵設備有異常時，立即報告上級領導，等待維修指令;最后，要定期對機組的工作設備進行維修和更換，防止發(fā)生意外事故。在汽輪機運行過程中，機組維護人員需對高壓設備的運行給予極高重視，要對設備定期的檢查、維修，進而加強高壓設備的傳熱效率。

結論：總而言之，在能源極度緊張的背景下，電廠想要提高電力輸出效率，必須設立專業(yè)人員對汽輪機進行優(yōu)化、革新，進而提高電廠集控運行的穩(wěn)定性。本文針對目前存在的關于汽輪機的配汽、水泵、啟停和維護問題，提出了對應的優(yōu)化措施，以幫助提升電廠的運行效率。

參考文獻：

[1]李偉統(tǒng)，閆妍，許波. 探討電廠集控運行中汽輪機運行優(yōu)化策略[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2019，（36）：155-156.

[2]吳偉懷. 電廠集控運行汽輪機運行優(yōu)化措施研究[J]. 科學技術創(chuàng)新，2019，（19）：194-195.

[3]葉博. 電廠集控運行中汽輪機運行優(yōu)化策略探討[J]. 機電信息，2018，（36）：81-82.