浅谈火电厂汽轮机运行优化措施

浅谈火电厂汽轮机运行优化措施
发表时间：2019-05-06T09:55:20.060Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：赵亮
[导读] 摘要：随着我国经济社会的不断发展，人们对于电力资源的需求量也在不断的增加，为了满足这种日益增加的需求量，相应电网的规模也就在不断的提升，对于电网结构的优化措施也在不断完善。

（大唐陕西发电有限公司渭河热电厂陕西西安 712085）
摘要：随着我国经济社会的不断发展，人们对于电力资源的需求量也在不断的增加，为了满足这种日益增加的需求量，相应电网的规模也就在不断的提升，对于电网结构的优化措施也在不断完善。

汽轮机作为电厂中一个重要的运行设备，它实际的运行情况也因为电厂优化的结构改革而逐渐的变的复杂。

目前我国的电力资源依然十分的有限，各方面的需电量也在不断的提升，为了合理的利用有限的资源，节能减排就变得十分的重要。

基于此背景，对汽轮机各方面的优化处理就变得格外的重要，通过对汽轮机进行实际的优化处理，可以进一步节省电力资源，而且也会在一定程度上提高电厂的整个经济效益，响应国家节能减排的号召。

本文就对目前电厂中汽轮机运行过程中，存在的问题进行简单的说明介绍，希望对以后工作者有所帮助。

关键词：电厂集控运行；汽轮机；优化措施
引言随着我国工业科技水平的不断进步，以及经济社会的不断发展，火力发电厂中的汽轮机设备整体的运行水平也在不断提高，而且作为火力发电厂中三大主机之一，在整个电厂中占据主要地位，因此对汽轮机进行相应的优化处理，保证它在实际运行过程中的安全、高效，对于整个电厂的实际运行，以及整个厂的经济效益都是十分重要的。

在当今火力发电厂的实际运行过程中，电厂普遍存在着汽轮机运行的问题，这些问题不仅会威胁着整个电厂的正常运行，还会造成发电效率下降，减少经济效益，而且还会威胁到整个电厂的安全。

所以对于电厂中汽轮机的优化处理措施，是整个厂必须长期坚持的一项必备工作，对于保证电厂的工作效率和经济效益有着十分重要的意义。

一、对于发电厂汽轮机的相关概述
汽轮机作为一种旋转的机械设备，主要是利用冲能的原理和反应，实现热能向机械能的转变，进而完成相应的发电措施。

具体的工作原理就是利用蒸汽的推动，经过动叶汽道时改变蒸汽的喷射方向，使其作用于汽轮机叶片，进而实现整个汽轮机叶片的转动，进而带动发电设备的转动，使热能转变为机械能进而转变为电能。

汽轮机的实际工作原理决定了它具有明显的机械设备特征，也从侧面突出了它高耗能的实际特点，单机工作时所消耗的功率很大而且具有高热效率。

所以对于汽轮机的合理优化可以使得整个电厂的能耗下降，提高电厂的整体经济效益。

二、电厂汽轮机常见故障分析
发电厂当中的汽轮机在日常运行过程当中常见故障主要有振动故障、异常振动、弯曲形变、水环真空泵超载以及冷却管道堵塞等。

其中导致振动故障出现的原因主要在轴承油膜当中，发电机转子长时间处于高速转动过程中，具有相对较大的载荷作用，对发电机转子自身的初始稳定性造成了一定的影响，进而使汽轮机出现振动故障。

对于异常振动而言，其是在汽轮机经过长时间运行之后，受到高速离心作用导致转动部件出现温度升高，高温将会导致零部件出现热弯曲，最终使汽轮机出现异常振动问题。

在汽轮机组经过冷态启机进入到定速之后，机组处于带负荷运行过程中，非常容易出现转子热弯曲故障。

转子工作温度与蒸汽参数等均会导致转子热弯曲情况发生。

对于水环真空泵超载故障来说，如果凝汽器设备不具备良好的质量，在长期运行与磨损条件下，极易导致故障的出现。

要是真空系统出现大量的漏气，极易使水环真空泵出现超载，进而造成汽轮机组自身的真空出现破坏。

气候的好坏将会对空冷凝汽器自身的性能造成极大的影响，特别是沙尘天气所带来的影响最大。

在我国西北部地区，风沙现象非常严重，沙尘将会在翅片管当中不断积聚，造成翅片管无法有效的散热，极易出现因传热性恶化导致冷却通道出现堵塞故障。

三、电厂汽轮机的耗能分析
1.汽轮机的启停耗损
要想使一个体积庞大的汽轮机开始工作或者使其停止运行，这个过程都是十分消耗能量的，而且汽轮机的启停过程是靠转子应力的变化的过程，汽轮机在正常运行过程中，转子表面的蒸气参数将会发生相应的改变，使得转子内部处在一个不稳定的温度之中，如果转子长期在这种高温、高压的环境下持续的工作，就会对转子造成较大的损伤，进而使得在整个启停的过程中消耗比较大的能量，最终使得汽轮机的工作效率下降，同时也会减短汽轮机的实际使用寿命。

2.汽轮机组的运行能力
在整个火力发电厂的实际运行过程之中，汽轮机是完成整个能量转化过程的核心设备，正是由于汽轮机的实际工作才将热能转变为机械能。

但是整个汽轮机它在实际的运行过程中是十分复杂的，正是由于这个复杂的运行过程，才导致了汽轮机的能量损耗，其中损耗较为明显的就是汽轮机的汽阀。

通常情况下，汽轮机的汽阀在实际的运行过程中是通过单阀调节和顺序阀调节控制的。

单气阀是通过汽轮机蒸汽参数直接控制的。

而顺序阀则是通过喷嘴来控制阀门的开关。

这就导致了在实际的运行过程中，因为气阀的压力过大，喷嘴室和外缸就容易发生形变，严重的甚至能够影响到整个汽轮机组自身的密闭性，甚至会使汽轮机组能耗出现一定程度的增加，甚至造成汽轮机组无法正常运行。

四、完善电厂的集控运行和汽轮机的优化处理
1.优化方案
在传统的电厂实际工作过程中，在复合型的工作方式之下，由于负荷作用的形变过程会引起非常高的热能损耗。

为了有效地避免上述情况的发生，可以改变传统的阀门调节方式，即把单阀调节转变为顺序阀调节的方式改变为单阀式—顺序阀式—单阀式的“三阀”调节方式。

这种调节方式的改变可以在实际的工作过程中合理优化负荷的作用，在实际运行过程中需要注意的是，要认真校核调节级的强度。

这种新式的调节方式比较以前的调节方式而言，使得汽轮机的实际运行过程中所承受的损耗更加的小，而且还可以通过分担系统负荷的方式使得整个效率大大的提升。

传统的调节方式在负荷突变的瞬间会对系统施加很大的压力，造成能量消耗的增加，不利于整个系统的调节。

虽然在实际的运行过程之中，新型的配置方式会改变原有的运行方式，但是其强大的调节能力会更加有效地改变负荷的运行方式，而且在实际的转变过程之中，相应的能耗会大幅度的减少，使得整个电厂的运行效率大大提高。

2.轴封系统的优化
对轴封系统的优化主要有几个方面：（1）对轴封部件进行了分析，计算出轴封部件漏汽量对机组煤耗的影响，找出了最优的轴封结构
部件；（2）对轴封系统进行了分析，应用定热量等效热降法，建立起轴封漏气损失功的通用矩阵模型，并与传统计算方法进行对比，验证了其正确性；（3）以轴封系统节能优化为重点，制定出了三套关于轴封系统改造方案，并对三套改造方案分别在不同负荷，如：100％、90％及80％工况下，对机组煤耗的影响进行了计算，根据计算结果，进行轴封系统优化改造，使其具有较大的经济效益，为实际中轴封系统节能改造提供了有力依据。

3.给水泵的优化措施
传统电动给水泵的运行方式是定速补水，是通过调节功能运行的阀门来进行整体补水的控制，这种补水方式明显存在着一定的缺陷，就是当发电机组低负荷运行时，由于阀门所带来的节流损失将非常大的。

所以针对给水泵的优化措施是十分必要的。

相比较于定速补水的水泵而言，变速的补水泵优化了现在诸多存在的问题，主要是通过不用调节阀来调节水的流量，这种变速控制水流的方式大大减少了发电机组在低负荷运载状态下的能源消耗，能够起到很好的节能效果，并且还能够明显改善整个发电厂的经济效益。

结语：我国目前的发电厂依然以火力发电为主，火力发电厂的发电方式能耗较高，发电效率并不是十分的突出，所以，需要我们对其进行相应的优化处理，利用热能学与动力工程学之中的一些内容，不断的提高其工作效率，提高产业的经济效益，促进于我国电力企业的长远发展。

参考文献：
[1]杨昌城.电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J].工业设计，2016，03：125-127
[2]张景伟.电厂汽轮机运行优化措施探讨[J].科技视野，2015，12：244-282。