淺談火力發電廠汽輪機運行管理與優化

馬騰飛

（酒鋼宏晟電熱公司發電二分廠，甘肅 嘉峪關 735100）

0 引言

我國人口眾多，城市化發展的進程也很快，因此對電力資源的需求程度高。火力發電廠作為我國主要的電力資源來源之一，屬于重要的民生行業。作為火力發電廠中的核心設備，汽輪機需要結合發電廠的實際管理制度展開相關工作，全面優化汽輪機的管理內容。

1 汽輪機概述

汽輪機是火力發電廠當中和常見的設備，同時也是主要核心設備[1]。該設備工作主要是通過發電廠鍋爐產生的高壓蒸汽提供動力，最終將蒸汽產生的熱能轉化成為機械能。該設備的構造和工作原理都比較精密，簡單講就是鍋爐當中傳出來的蒸汽能夠在穿過設備上的噴嘴之后，形成高速流動的氣流帶動轉子，從而產生動力帶動機械完成發電。顯而易見，汽輪機在火力發電廠的能源生產過程中屬于不可缺少的一環，因此管理人員需要盡可能地做好汽輪機檢修工作，推動火力發電廠工作更加順利的落實，全面保障整體發電工作的效率和安全系數。

2 火力發電廠汽輪機節能運行的可行性

汽輪機節能運行管理工作展開的可行性分析，主要可以從技術和經濟兩個方面展開。一方面是技術，我國對于老機組的改造工作落實很早，可以追溯到20世紀末期，經過近代幾十年的發展和技術完善，對于汽輪機的節能管理不論是在理論還是實踐經驗方面都已經相對成熟，可以迅速地完成汽輪機改造工作。根據上述內容可以發現，進一步提升汽輪機的節能效果，減少生產過程中的浪費和污染排放量必將成為未來社會能源行業發展的首要方向。經過合理技術改造之后的汽輪機在安全性和可靠性兩方面都會有大幅度提升。

另一方面是經濟，火力發電廠中汽輪機的改造必然提升發電廠經濟能力。我國當前完全具備改造汽輪機的技術和能力，但具體的改造工作落實必然需要火力發電廠投入大量資金，因此管理人員在實際改造工作落實之前，應盡可能地計算出改造后的設備能帶來怎樣的經濟效益，同時需要投入較大力度的經濟支持，權衡對比之后再決定是否改造，避免產生得不償失的后果。

從長遠來看，以往我國火力發電廠使用汽輪機的經驗積累已經足夠，大量案例表明改造后的汽輪機能夠為發電廠創造更高的經濟效益，也更符合可持續發展戰略的具體要求，因此可行性十分可觀。

3 影響火力發電廠汽輪機運行的主要因素

火電廠汽輪機管理人員想提升工作效率，需要全面分析和了解電廠汽輪機運行過程中需要面臨的影響因素以及過程中存在的缺點和不足，才能保障汽輪機管理工作效率有效提升。

3.1 機組真空降低

機組真空降低對汽輪機產生的影響是最明顯的，產生此種情況等于汽輪機內循環中冷端的溫度隨之提升，機組發電的效率會產生一個明顯的變化，就是降低發電量，同時增加能量消耗，最終提升火力發電廠的工作成本。

3.2 汽輪機進水

汽輪機內部進水會引發水沖擊的故障。此種故障不僅會導致汽輪機運行效率降低，還會縮短葉片的使用壽命，后續生產過程中，設備使用的安全系數得不到穩定保障，管理人員有必要提升關注程度。

3.3 循環角度

在循環的角度分析，汽輪機運行過程中，主蒸汽溫度越高則機組工作效率越高，但這并不代表主蒸汽的溫度越高越好。反而主蒸汽氣溫過高會對汽輪機葉片造成損壞，縮短設備的使用壽命，同時主蒸汽的溫度也最好不要過低，避免影響設備正常工作。

3.4 主蒸汽壓力異常

上文已經強調過，主蒸汽的溫度過高或過低都屬于異常現象，壓力也是如此。同樣的壓力過高會沖擊設備葉片降低使用壽命，過低則會影響發電效率。

4 保障火力發電廠汽輪機節能管理的主要措施

已知的是主蒸汽參數和冷端參數都是影響汽輪機運行效率的主要因素，因此火力發電廠汽輪機節能管理工作可以從以下兩個方面入手。

4.1 維持凝汽器真空

凝汽器是汽輪機設備當中的主要組成部分，為全面提升汽輪機的運行效率，管理人員需要積極調整相關的各項參數，促使凝汽器始終處于真空狀態，減少能源浪費的情況產生。減少浪費也是提升能源利用率的一種方式，火力發電廠的經濟效益在長時間的良性運行過程中也就會得到明顯提升。

具體的管理工作可以以某管理人員的做法為例，該管理人員為全面掌握凝汽器的密封性，會定期對設備進行檢查，避免凝汽器密封性降低。同時還利用火力發電廠全廠設備維修的時間，請專業管理人員深入的檢查汽輪機中是否存在漏洞和損壞，一經發現立即處理。此外，該管理人員還將檢查和維修相關的數據記錄下來作為參考，方便后續設備維修保養工作的落實。

凝汽器泵的維護也是至關重要的，泵能否穩定運行直接影響循環泵和凝汽器的實際冷卻溫度，對汽輪機的運行效率造成直接影響。同時凝汽器中產生水垢是不可避免的，鍋爐給水進入設備后必然產生水垢，相關的處理工作與凝汽器的使用壽命以及真空度息息相關，管理人員除了定期清潔設備內部之外，還可以控制進入設備的水質，避免水垢產生的速度過快，影響凝汽器的換熱性能。

4.2 提升給水溫度

眾所周知，汽輪機內的給水溫度越高，則發電需要消耗的燃料就越少，主要原因在于給水進入鍋爐之后，就會吸收高溫高壓狀態下產生的蒸汽，有效降低燃料使用量，設備機組的運行效率和最終發電效果也能得到大幅度提升。

但需要注意的是給水溫度不宜過高，需要根據設備實際使用要求進行控制，盡可能在提高效率的同時不對設備使用壽命造成影響。一旦給水溫度過高，則汽輪機的抽氣量就會被提升起來，這會導致設備輸出功率降低，最終影響設備機組的運行效率。

若管理人員想適當提升給水溫度，可以按照設備的相關工作程序控制溫度，尤其是設備的啟停，更要嚴格按照規章制度投入或解列高加。加強高價運行維護的力度之后，就能降低管理人員大部分工作的難度。維持汽輪機運行的過程中，管理人員可以將高壓加熱器和低壓加熱器中的水溫盡可能穩定下來，這不僅僅關系到機組運行的經濟狀態，還會對設備運行的安全程度造成影響。同時在控制給水溫度的過程中，火力發電廠管理人員還要注意檢查加熱器是否滲漏，一旦發現滲漏就要及時聯系檢修人員處理，避免錯過最佳處理時機，給后續的發電工作造成難以預計的影響。

5 火力發電廠汽輪機運行管理的常見問題及優化方式

5.1 汽輪機功率低

火力發電廠汽輪機運行管理的相關技術目前來講還有上升空間[2]。管理人員在實際工作過程中往往需要不斷地配合設備升級和優化進行維護。如：某火力發電廠在完成汽輪機的給水回熱系統優化之后，設備存在部分沒有解決問題和技術缺陷是常見現象。主要原因在于火電廠的汽輪機內容和外部不可避免地會隨著工作產生損失。設備中流通部分的反向布置結構及高壓合缸都會導致轉子的推力遭到平衡，但合缸的布置又能促使設備中高壓部分的蒸汽進入相鄰中壓區域產生泄漏。若蒸汽泄漏點和匯入點之間的蒸汽壓力值相差過大，則表明漏氣量超過允許范圍，會導致汽輪機功率降低。此外背壓過高也會導致汽輪機功率降低，對于使用循環水對汽輪機進行冷凝的火力發電廠而言，若不能很好地維護冷卻塔，就會導致設備中的淋水填料脫落和結垢降低冷卻塔工作效率。

面對上述情況，管理人員可以在汽輪機工作的過程中，加強對軸承工作的監視力度。在汽輪機正常工作時，可以針對軸承的溫度展開監視工作，發現異常及時記錄，分析原因之后盡快采取相應的措施解決。如：汽輪機油箱的檢查，管理人員若發現油位正常就可以結束檢查，但若油位過低，應分別對照就地和遠處油位，判斷是否存在主油箱事故或取樣門誤開的情況。若都不是，管理人員還要觀察凈化油設備和冷油器是否泄漏，排除漏電后，將油位補充打正常高度即可。

5.2 葉片損壞

一般情況下火力發電廠中轉輪機的葉片分為兩個部分[3]。即動葉片和靜葉片。容易遭到破壞的是動葉片，由于火力發電廠的汽輪機轉速一般都在3000r/min，高速轉動中的葉片需要承擔很強的離心力，若長時間處于此種狀態下，汽輪機的工作效率就會產生較大改變。不僅會促使汽輪機振動頻率表提升，還要面臨葉片斷裂后落入凝汽器打壞管束的風險。

想避免此種問題產生，管理人員可以定期更換葉片，同時提高對葉片正太的關注程度。在更換葉片時，應派遣專業技術人員展開工作，避免由于人為因素導致汽輪機故障更加嚴重，規模較大的火力發電廠可以囤積一定數量的葉片，方便管理人員及時更換，節省購買零件的時間。

5.3 高壓加熱器投入率異常

高壓加熱器的實際運行過程中，需要管理人員面臨嚴重的管子和管板脹口泄漏的問題，嚴重拉低高加投入率，給水溫度也會下降，最終造成降低火力發電廠經濟效益的嚴重效果。

針對上述情況，管理人員可以分析火電廠的汽輪機熱力學特征，達到提升工作效率的目的。一般情況下，技術人員在熱力實驗過程中就能獲得汽輪機的額定功率以及蒸汽機數據，將上述內容記錄并分析之后，為保障分析結果的準確程度，管理人員可以取平均值，避免無效數據對最終結果的干擾。

5.4 濾油機過濾故障

汽輪機發電設備當中需要的油不能含有水分，且顆粒也不能超標。顯然汽輪機油質與設備安全運行息息相關，主要原因在于油水不能相容，且油中含水會導致接觸到的設備零件加速生銹，對汽輪機中的電磁滑閥而言也會導致動作不靈活。若情況嚴重還有可能威脅到設備的長期安全運行，為保障汽輪機設備軸承能夠得到潤滑，延長其工作壽命，管理人員可以請技術人員在設備安裝前安裝一個濾油設備，保障將油質中的大部分雜質隔離在外。

經過檢查，若管理人員發現油循環合格，就可以啟動盤車運行，運行之后繼續濾油，就可以提升設備的工作效率。每一次汽輪機停止工作，管理人員都可以觀察濾除的油質中是否沒有污染物和雜物，若濃度符合標準，就可以暫時停止過濾，只需要在設備休息時及時放水即可。

6 火力發電廠汽輪機精細化管理方向

6.1 汽輪機的啟動、運行和停止

汽輪機在火力發電廠的實際運行過程中，不僅會處于運行狀態，還有可能處于啟動和停止狀態，三個狀態下的汽輪機運行管理都需要管理人員進行適當的指導。即幫助汽輪機在啟動時降低沖轉參數，并在每次啟動之后保持一定時間的取暖狀態。運行過程中，需要管理人員通過合理手段促使汽輪機在較低的負荷狀態下工作，同時保持發電的穩定程度。汽輪機停機時，管理人員需要采用滑參數停機，這樣的做法能保障設備利用鍋爐余熱繼續發電，避免能源浪費。

6.2 汽輪機的檢修

汽輪機的檢修分為三個階段[4]。首先是檢修前，此階段的管理人員需要做好相應的準備工作，詳細地整理出汽輪機實際使用壽命、整體運行時長，以及使用期間曾經出現過的故障和問題等細節，為后續檢修工作奠定良好基礎，降低檢修難度。此外，在檢修前的準備階段，管理人員還可以簡單了解火力發電廠的實際生產過程，保障檢修方案與工廠情況相符合。最好能夠在工作過程中盡可能避免將實際工作局限于汽輪機的檢修，而是要結合全局考慮，提前準備可能用到的零件，提升檢修工作的效率。

其次是檢修工作落實過程中[5]。管理人員需要注意的是檢修進度和技術，并保障檢修工作在預計時間內完成，避免延期影響后續發電工作正常展開。為保障上述要求，火力發電廠可以加強對檢修現場的管理監督，并注意統籌工作的合理性。

最后是檢修后的設備試運行[6]。管理人員需要在檢修完成后，給汽輪機一段時間試運行。主要目的在于實現對設備檢修質量的控制，同時觀察汽輪機的故障是否已經全部排除，避免存在遺留問題，對后續發電工作產生影響。

7 結語

綜上所述，火力發電廠中的汽輪機是必不可少的設備，一旦該設備產生故障，不僅會對火力發電廠的經營效益產生影響，還會給居民用電造成困擾。此外，火力發電廠的管理人員需要提升工作效率，降低在發電工程中產生的資源浪費情況產生。