電廠集控運行汽輪機運行優(yōu)化措施探討

李洋

摘 要：近年來隨著我國市場經(jīng)濟不斷向前發(fā)展，對電能的需求量不斷增加，這就對電廠的正常生產(chǎn)經(jīng)營提出了更高要求。電廠汽輪機組的運行是否正常，會嚴重影響到整個電廠設(shè)備的工作效率。在電廠日常發(fā)電過程中，汽輪機組是最為重要的能量輸出設(shè)備，同時也是電廠正常運行的前提保障。所以要想提高電廠的整體運行效率，就應(yīng)該注重汽輪機組運行過程中的有效優(yōu)化。本文主要結(jié)合實際工作經(jīng)驗，在分析汽輪機組運行原理的基礎(chǔ)上，就目前汽輪機在運行過程中出現(xiàn)的問題進行了分析，然后提出了相應(yīng)的運行優(yōu)化策略，希望通過本次探討能對指導(dǎo)電廠實際運行有所幫助。

關(guān)鍵詞：電廠集控運行 汽輪機組 優(yōu)化措施

中圖分類號：TM62文獻標識碼：A文章編號：1003-9082（2019）10-0213-01

近年來，以太陽能、風能、潮汐能為主的新型能源得到了進一步的發(fā)展，從總體的能源供給結(jié)構(gòu)來看，火力發(fā)電依然是最主要的發(fā)電模式。近年來隨著火電廠的技術(shù)不斷革新和設(shè)備升級換代，引進了許多新型的火力發(fā)電技術(shù)和設(shè)備，這對提高資源利用效率、保證持續(xù)供電有很大幫助。伴隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升，國家高度重視對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的升級優(yōu)化，在整個升級優(yōu)化過程中，如何進一步提高火力電廠的發(fā)電效率，就成為現(xiàn)階段技術(shù)工作人員需要重點攻克的難題。提高發(fā)電效率，關(guān)鍵在設(shè)備，而提高設(shè)備的運行效率，關(guān)鍵在電廠的汽輪機組。目前我國電廠普遍存在汽輪機組運行效率較低的問題，這不僅會影響到發(fā)電廠各項設(shè)備的整體運行效率，還會降低電廠的生產(chǎn)效率，不利于電廠的經(jīng)濟運行。為此就需要我們采取必要措施，對汽輪機組進行有效的運行優(yōu)化，提高機組的運行效率，減少能源浪費，向社會大眾提供高質(zhì)量的電能。

一、汽輪機組運行原理

1.汽輪機的定義及構(gòu)成

汽輪機作為火力電廠的重要能源供給設(shè)備，對電廠各個設(shè)備的整體運行有很大影響。電廠內(nèi)的汽輪機是一種以沖動作用為原理，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的旋轉(zhuǎn)機械。從結(jié)構(gòu)上看汽輪機組主要劃分為兩個部分，一個為轉(zhuǎn)動部分，另一個為靜止部分。轉(zhuǎn)動部分主要是由主軸、葉輪聯(lián)軸器以及動葉片組成，靜止部分主要是由進汽部分、汽缸、隔板、軸承、汽封等組成。上述的兩個結(jié)構(gòu)是保證汽輪機組能夠正常運行的關(guān)鍵，對汽輪機組的整體運行效率起著重要作用。

2.汽輪機組的工作原理

根據(jù)汽輪機的結(jié)構(gòu)組成特點可以分析得出，汽輪機在運行中主要包括了兩方面，一個是沖動作用原理，另一個是反動作用原理。首先，沖動作用原理。沖動作用原理就是在汽輪機運行過程中，鍋爐產(chǎn)生的大量蒸汽通過噴嘴而經(jīng)過動葉汽道發(fā)生方向改變，然后將蒸汽力作用到汽輪機葉片上，讓葉片發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了將蒸汽熱能轉(zhuǎn)成機械能。在整個汽輪機運行過程中，蒸汽會不斷產(chǎn)生、不斷作用在汽輪機的葉片上，在蒸汽不斷膨脹過程中會增加汽輪機葉片的轉(zhuǎn)動速度，使汽輪機葉片轉(zhuǎn)動做功;其次，反動作用原理。汽輪機組在運行過程中，汽道內(nèi)的蒸汽會不斷發(fā)生膨脹，內(nèi)部產(chǎn)生的膨脹蒸汽會產(chǎn)生強大的汽流，從而對葉片會產(chǎn)生強大的反動力，推動葉輪做功。在沖動原理作用之下，動葉汽道的汽流會發(fā)生方向的改變，但不會進一步提高蒸汽的膨脹速率。但在反動原理作用之下，汽流既會發(fā)生方向改變，也會進一步提高蒸汽的膨脹速率。汽輪機在運行過程中，本身是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，蒸汽會在噴嘴汽道中不斷發(fā)生膨脹，降低壓力，增加推進速度。

二、汽輪機組運行存在的問題

1.配汽方式選擇存在的問題

現(xiàn)階段汽輪機組在運行過程中經(jīng)常使用到的配汽方式主要為復(fù)合型配置方式。在汽輪機不同的運行階段，需要通過不同的方式來實現(xiàn)汽輪機的有效運行。在較高運行負荷狀態(tài)之下，汽輪機主要通過順序閥的方式來實現(xiàn)汽輪機的運行，這時工作效率相對較高。而汽輪機在啟動或者處于較低運行負荷階段時，通過單閥調(diào)整的方式來實現(xiàn)汽輪機的運行。但是在低運行負荷狀態(tài)下的運行效率相對較低，會大大降低資源的利用效率，存在很大的熱能損耗。

2.汽輪機組的啟動和停止存在問題

機組啟動和停止過程中，主要是內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子應(yīng)力發(fā)生變化的過程。在參數(shù)選擇過程中，如果存在不恰當之處，在汽輪機組啟動和停止過程中很容易造成較大的損耗，影響到汽輪機組的工作效率，嚴重的還會影響到汽輪機組的使用壽命。

3.汽輪機組的能力

在汽輪機運行過程中，汽閥的封閉性不完全是造成汽輪機能耗較高的一個重要原因。汽輪機汽閥調(diào)節(jié)主要包括了單閥調(diào)節(jié)和順序閥調(diào)節(jié)兩種，單閥調(diào)節(jié)主要是結(jié)合汽輪機的參數(shù)直接進行調(diào)節(jié)控制，而順序閥調(diào)節(jié)是由噴嘴控制噴汽閥的開關(guān)進行調(diào)節(jié)。而順序閥調(diào)節(jié)只有在汽閥壓力相對較小的情況下才能夠進行。如果汽閥遭受到很大的壓力影響，采用順序閥調(diào)節(jié)模式很容易造成外缸和噴嘴出現(xiàn)形變，影響到整體的密閉性，導(dǎo)致部分機組的功能喪失而導(dǎo)致整個汽輪機組的能耗顯著升高。

三、電廠集控運行汽輪機運行優(yōu)化措施

1.優(yōu)化汽輪機配汽方式

在汽輪機組運行過程中，如果一直沿用傳統(tǒng)的復(fù)合型配置方式勢必會影響到整個汽輪機組的整體運行效率，因為該種配汽方式只有在額定負荷下才能更好的運作。一旦汽輪機組處于低負荷運行狀態(tài)下，整個機組將會面臨較大的消耗，所以應(yīng)該改用三閥式的配汽方式，這樣能夠有效解決傳統(tǒng)配汽方式造成汽輪機組低負荷運行狀態(tài)下能耗較高的問題。通過改變傳統(tǒng)的配置方式，能夠有效分擔負荷，同時對調(diào)節(jié)級的要求相對較小，能提高資源利用效率。另外通過運用三閥式的配汽方式還能夠?qū)崿F(xiàn)汽輪機組的轉(zhuǎn)變圓滑，提升機組瞬間轉(zhuǎn)換的工作效率，更有利于節(jié)能。

2.優(yōu)化汽輪機組的啟動和停止

首先，汽輪機組啟動過程中的優(yōu)化。通常情況下，對于600MW的汽輪機組的啟動方式主要采用高中壓缸聯(lián)合啟動法，在啟動過程中首先點火對管道進行加溫處理，沖動轉(zhuǎn)子升速暖機，并提高負荷。但是在實際的運行過程中，高壓缸的排汽溫度會顯著升高，為了有效降低這一方面的溫度，在汽輪機啟動時，將再熱蒸汽壓力設(shè)定在0.5MPa以下，確保高壓缸的排汽逆止門能夠快速打開，這樣就能夠有效解決高壓排汽缸溫度過高的問題，達到很好的節(jié)能效果。其次，汽輪機組停機過程中的優(yōu)化。汽輪機組在停止運行過程中，內(nèi)部的各個部件參數(shù)都會陸續(xù)歸零，進汽量進一步的減少，主汽門也會逐漸關(guān)閉，汽缸內(nèi)的各個零部件的逐漸冷卻。通常情況下汽輪機組停機主要分為兩種，一種是滑參數(shù)停機，一種是額定參數(shù)停機。為了有效提高整個機組的運行效率，主要采用滑參數(shù)停機方式，因為這種停機方式一方面能夠顯著提高整個機組的運行效率，能夠利用鍋爐機組的余熱進行發(fā)電，提高熱力資源的利用效率，另一方面也有利于對各個部件進行有效的降溫處理，提高檢修效率。

3.優(yōu)化汽輪機組的維護管理

為了確保電廠汽輪機組能夠正常運行，正常供能。就需要對整個機組的正常運行進行有效的維護管理。汽輪機在啟動之前需要對各個部件各個系統(tǒng)的運行情況進行嚴謹仔細的檢查，及時發(fā)現(xiàn)故障，及時排除隱患，特別是應(yīng)該重點做好高壓設(shè)備的維護和檢修工作，及時清理高壓管道當中的各種雜質(zhì)，保證管道具有良好的熱傳輸效率，降低不必要的能源損耗。

4.優(yōu)化給水泵

過去汽輪機組的給水泵主要采用定速給水方式，但這種給水方式存在明顯的缺陷，會造成大量的節(jié)流損失。因此就需要對水泵的給水方式進行進一步優(yōu)化。在給水方式選擇和設(shè)計過程中，相應(yīng)的技術(shù)人員應(yīng)該按照變動的速度和平移泵的曲線科學(xué)設(shè)計。相對于定速的給水方式，變速給水方式能夠有效解決調(diào)節(jié)閥控制水流量的問題，同時還能夠有效緩解機組在低負荷運行狀態(tài)之下的能耗損失嚴重的問題，大大提高節(jié)能效果，提升電廠的發(fā)電效率，保證經(jīng)濟效益。

結(jié)語

進入新世紀以來，我國經(jīng)濟發(fā)展以及居民物質(zhì)生活水平不斷提高，對高品質(zhì)電能的需求量不斷增加，電力行業(yè)也在不斷進行創(chuàng)新改革，切實提高自身的發(fā)電能力和發(fā)電效率?；鹆﹄姀S在發(fā)電過程中，通過對汽輪機組的運行模式進行有效優(yōu)化處理，強化技術(shù)革新，可以讓汽輪機組以更加高效的方式運行，保證電廠其他設(shè)備的運行效率和運行質(zhì)量，減少安全事故發(fā)生率，而且還能夠提高電廠的發(fā)電效率，增加經(jīng)濟效益，一舉多得。

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