淺談電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行的優(yōu)化措施

張曄

摘要：汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，是影響電廠設(shè)備工作效率的重要條件，汽輪機(jī)設(shè)備的輸出能量，也是電廠正常運(yùn)行的重要保證。所以要想提高電廠工作的運(yùn)行效率，就要對汽輪機(jī)啟停、管理、配汽等方面進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。本文淺談電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：電廠；汽輪機(jī)；問題；優(yōu)化

中圖分類號：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）12-0070-01

Abstract： the normal operation of steam turbine is an important condition that affects the working efficiency of power plant equipment， and the output energy of steam turbine equipment is also an important guarantee for the normal operation of power plant. Therefore， in order to improve the operation efficiency of the power plant， it is necessary to improve and optimize the steam turbine starting and stopping， management， steam distribution and so on. This paper briefly discusses the optimization measures of steam turbine operation in centralized operation of power plant.

Key words： power plant； steam turbine； problem； optimization

引言

隨著用電戶的增多，電廠規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，汽輪機(jī)作為電廠的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行過程也因電網(wǎng)調(diào)整等變得復(fù)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(jié)能顯得非常的重要。所以對汽輪機(jī)各方面進(jìn)行優(yōu)化處理顯得非常必要。通過優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行，可以節(jié)省資源，提高電廠的社會經(jīng)濟(jì)效益，在一定程度上對國家的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 關(guān)于電廠集控運(yùn)行概述

1.1集散控制系統(tǒng)的定義

集散控制系統(tǒng)，是一種全分布式的系統(tǒng)，它是以微處理器為基礎(chǔ)運(yùn)行的。在上世紀(jì)七十年代集散控制系統(tǒng)被研制出來，并且迅速在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域進(jìn)行推廣和應(yīng)用。不僅如此，在石油化工領(lǐng)域、冶金領(lǐng)域、紡織領(lǐng)域和電力領(lǐng)域都有涉獵和應(yīng)用。集散控制系統(tǒng)的主要特征就是集中管理與分散控制。近些年來，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和電子信息技術(shù)的支持下，集散控制系統(tǒng)也不斷向著網(wǎng)絡(luò)化、高集成化和實時化改進(jìn)。集散控制系統(tǒng)的產(chǎn)品種類也有很多，其中也包括通信、集中管理、操作、分散過程控制，這些部分都是以通信部分作為紐帶來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的。

1.2集散控制系統(tǒng)運(yùn)行條件

集散控制系統(tǒng)是電廠生產(chǎn)的重要組成環(huán)節(jié)，集散控制系統(tǒng)的實現(xiàn)需要通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、硬件技術(shù)的保障。除此之外，還有常年工作狀態(tài)的電源系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、集控室布置和線路布置這些外部環(huán)節(jié)的配合。

2 目前汽輪機(jī)出現(xiàn)的問題

2.1汽輪機(jī)的配汽方式問題

目前汽輪機(jī)的主要配汽方式是復(fù)合型配汽方式。在汽輪機(jī)工作的過程中，不同的階段需要不同的方式來運(yùn)行汽輪機(jī)。在汽輪機(jī)的啟動階段或者是低負(fù)荷階段，只需要通過單閥的方式來使汽輪機(jī)運(yùn)行，但是低負(fù)荷階段的運(yùn)作效率不高，也會造成耗能損失嚴(yán)重。在高負(fù)荷階段，可以通過順序閥的方式讓汽輪機(jī)運(yùn)行，它的運(yùn)行效率也比較高。

2.2汽輪機(jī)的啟停問題

汽輪機(jī)的啟停就是轉(zhuǎn)子應(yīng)力的變化。汽輪機(jī)在正常運(yùn)行的階段，轉(zhuǎn)子表面蒸汽參數(shù)會發(fā)生上升與下降的變化，此時轉(zhuǎn)子內(nèi)部便處于動蕩的溫度場，轉(zhuǎn)子便需要在高溫高壓下長期工作。但是如果參數(shù)處理的不恰當(dāng)，啟停過程便會造成較大的損耗，影響汽輪機(jī)的工作效率，縮短汽輪機(jī)的使用壽命。

2.3汽輪機(jī)的機(jī)組能力問題

汽輪機(jī)的汽閥是影響汽輪機(jī)能耗的主要原因。汽輪機(jī)的氣閥分為兩種，單閥調(diào)節(jié)和順序閥調(diào)節(jié)。單閥調(diào)節(jié)的實現(xiàn)是由汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)來直接調(diào)節(jié)和控制；順序閥的調(diào)節(jié)是由汽輪機(jī)的噴嘴來控制。但是，在汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中，單閥調(diào)節(jié)和順序閥調(diào)節(jié)都是只能在氣閥壓力較小的時候才能運(yùn)行；當(dāng)氣閥壓力較大的時候，容易造成外缸變形和噴嘴變形，密封性和部分機(jī)組能力都會損失，造成的后果就是汽輪機(jī)機(jī)組耗能增大。

2.4密封水系統(tǒng)問題

汽輪機(jī)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(jìn)行軸端密封。該類型密封設(shè)計在汽動給水泵緊急停機(jī)的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)密封水回水不暢現(xiàn)象，造成小機(jī)油箱中進(jìn)水。嚴(yán)重影響汽動給水泵安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.5其他故障問題分析

除了上述原因之外，汽輪機(jī)還會出現(xiàn)其他的故障問題。（1）振動故障問題。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時，軸承油膜的載荷作用太大，這樣會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始穩(wěn)定性被破壞，從而產(chǎn)生振動故障。如果汽輪機(jī)的運(yùn)行時間過長，轉(zhuǎn)動部分的零件在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，受到高速離心力的影響，溫度也會升高。這樣的話零部件會發(fā)生熱彎曲，汽輪機(jī)也會出現(xiàn)異常的振動。（2）彎曲形變問題。汽輪機(jī)的機(jī)組在進(jìn)行冷態(tài)啟機(jī)定速之后，進(jìn)入負(fù)荷運(yùn)行階段，這樣就容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的熱彎曲，轉(zhuǎn)子的工作溫度和蒸汽參數(shù)都會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子熱彎曲的發(fā)生。旋轉(zhuǎn)的部件在離心力的作用下，進(jìn)行長時間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，長時間以來就會產(chǎn)生應(yīng)力，使得彎曲變形，汽輪機(jī)發(fā)生故障。（3）水環(huán)真空泵過載問題。在水環(huán)真空泵長期的使用和磨損的情況下，水環(huán)真空泵就很有可能出現(xiàn)故障，再加上凝汽器真空抽氣設(shè)備的質(zhì)量欠佳，就會導(dǎo)致真空系統(tǒng)漏氣，漏氣量也比較大，使得水環(huán)真空泵出現(xiàn)過載的現(xiàn)象，整個汽輪機(jī)組的真空狀態(tài)就會遭到破壞。（4）傳熱性惡化堵塞問題。這是由空冷凝汽器的性能決定的?？绽淠魅菀资艿缴硥m暴天氣的影響。所以在我國西北部風(fēng)沙現(xiàn)象嚴(yán)重的地區(qū)，傳熱性惡化堵塞冷卻通道堵塞的現(xiàn)象就非常嚴(yán)重。因為沙塵在翅片管的積聚，會使得翅片管熱阻增加，情況嚴(yán)重的話會導(dǎo)致傳熱性惡化，冷卻通道堵塞。

3 汽輪機(jī)問題解決優(yōu)化的對策

3.1優(yōu)化汽輪機(jī)的配器方式

之前的復(fù)合型配器方式只有在定額的負(fù)荷下才能夠?qū)崿F(xiàn)理想的運(yùn)行控制。汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)載控制高，所以在低負(fù)荷運(yùn)行條件下時，就會產(chǎn)生較大的損耗。而如果采用三閥式的控制方式，負(fù)荷控制的要求就會大大降低，低負(fù)荷運(yùn)行下的損耗狀況也會被改善，提升轉(zhuǎn)換的效率，以便實現(xiàn)節(jié)能。

3.2汽輪機(jī)停機(jī)過程優(yōu)化

汽輪機(jī)停機(jī)的過程中，各部件的工作都在陸續(xù)歸零，進(jìn)汽量在一步步減小到零，主汽門也將被關(guān)閉，汽缸等各個零部件的溫度都逐漸冷卻。依據(jù)進(jìn)汽參數(shù)的不同，汽輪機(jī)停機(jī)分為兩種，滑參數(shù)停機(jī)和額定參數(shù)停機(jī)。采用滑參數(shù)停機(jī)方式，一方面可以提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率，能夠有效地利用鍋爐機(jī)組的預(yù)熱進(jìn)行發(fā)電，減少熱量的浪費(fèi)。同時也能夠?qū)ζ啓C(jī)各部件進(jìn)行有效的降溫，對設(shè)備的檢修非常有利。

3.3對汽輪機(jī)組進(jìn)行管理和維護(hù)優(yōu)化

保證汽輪機(jī)組正常有效運(yùn)行的重要步驟就是進(jìn)行科學(xué)合理的維護(hù)和管理。在汽輪機(jī)工作啟動之前，要對各個部件，系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)的安全檢查和隱患排除工作。特別是對高壓設(shè)備的維護(hù)和檢查，對高壓管道進(jìn)行及時的清理，維護(hù)良好的傳熱效率，減少不必要的能源損耗。

3.4優(yōu)化給水泵

以往都是通過定速給水的方式來運(yùn)行給水泵，但是這種方式存在著明顯的缺陷，因為會造成很大的節(jié)流損失。要優(yōu)化給水泵，就要求技術(shù)人員依照變動的速度和平移泵的曲線來設(shè)計，相比于定速的給水泵，變速的給水泵能夠解決許多問題，比如說調(diào)節(jié)閥控制水流量的問題，變速自動控制水流的調(diào)節(jié)方式可以有效的緩解發(fā)電汽輪機(jī)在低負(fù)荷狀態(tài)下能源損耗的狀況，這樣不僅起到了節(jié)能效果而且還能提高電廠的發(fā)電效率，提高經(jīng)濟(jì)收益。

3.5其他優(yōu)化方法

對于水環(huán)真空泵的優(yōu)化的有效方法是優(yōu)化凝汽器內(nèi)部真空，通過改進(jìn)電廠的熱力循環(huán)功率等措施，使機(jī)組的水環(huán)真空泵在更加經(jīng)濟(jì)，更有效的情況下運(yùn)行。改善汽輪機(jī)組的壓力參數(shù)也是一項關(guān)鍵的措施，因為背壓是屬于汽輪機(jī)的排汽壓力裝置，如果背壓發(fā)生變化，汽輪機(jī)組的各種參數(shù)也會產(chǎn)生一系列的變動。要想保證汽輪機(jī)組的高效工作，就要對汽輪機(jī)的機(jī)組負(fù)荷，循環(huán)水溫度，流量的背壓參數(shù)值進(jìn)行分析和改善。在這個基礎(chǔ)上，提出完整的汽輪機(jī)背壓優(yōu)化方案，對汽輪機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，以便更好的運(yùn)行。

4 結(jié)語

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對能源的需求量非常大，我國的電力行業(yè)也應(yīng)該不斷地提高自身的發(fā)電能力和發(fā)電效率。各個電廠應(yīng)該通過對汽輪機(jī)配汽方式，汽輪機(jī)的啟停，汽輪機(jī)輔機(jī)等方面進(jìn)行優(yōu)化處理和技術(shù)革新，讓汽輪機(jī)可以高效的運(yùn)行。這樣不僅能夠延長汽輪機(jī)的使用壽命，減少安全隱患，還可以提高發(fā)電效率，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益，緩和我國電力資源供需緊張的矛盾，對社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活提供有利的支持和保障。

參考文獻(xiàn)

[1]咸鳳萍 他國山.火電廠汽輪機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行策略探討[J].電子世界.2017.20.