汽轮机运行调节方式优化策略探析1.李育

汽轮机运行调节方式优化策略探析 1.李育
发布时间：2021-07-05T11:23:57.077Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者： 1.李育成 2.陈红涛 3.王小牛 4.武培量 5. [导读] 摘要：分析影响发汽轮机组运行效率的因素，研究提高汽轮机组运行效率的优化策略，以期提升汽轮机组运行效率，提高机组工作状态的稳定性。

金隅冀东水泥凤翔环保科技有限公司陕西宝鸡 721400摘要：分析影响发汽轮机组运行效率的因素，研究提高汽轮机组运行效率的优化策略，以期提升汽轮机组运行效率，提高机组工作状态的稳定性。

关键词:汽轮机;调节方式;优化组合 1汽轮机运行调节的必要性我部门根据现冷油器结构，以及结合其工作原理，对其进行升级改造，并进行了模拟试验(实验其入口油温,冷却水流量及温度等因素对出口油温的影响情况)。

在此基础上，设计增设可调节型电动阀对冷油器冷却水阀门开度进行自动控制。

相关试验结果表明，该电动阀结合PID控制能将冷油器出口油温保持在要求温度范围内38℃-42℃，控制精度满足控制要求，在油系统润滑油温控制上取得突破创新。

我公司汽轮润滑油系统主要包括有主油箱、注油器、润滑油泵、冷油器、滤油器等。

冷油器进出口冷却水配备有DN150的手动阀来控制冷却水的大小。

在系统运行过程中，，冷油器出口油温要严格控制在38℃-42℃，盘车状态时润滑油温可不必太高，维持在25℃-35℃。

润滑油的频繁轻微波动变化只能靠人工去调节手动控制阀。

因此，研究如何有效避免润滑油温度过高或过低，造成发电机机组各润滑部分温度超限、汽
轮发电机组润滑油油膜破坏或低温油膜振荡的严重后果、提高机组运行的安全性，而且，大大减少运行人员的操作量。

2汽轮机运行调节的发展趋势以及工作基础 2.1国内外行业研究发展现状及趋势目前，国内汽轮机的润滑油温度调节只是停留在人工调节的水平，这不但影响调节精度，而且还容易引发事故，所以研究汽轮机润滑油温度的自动控制系统，可有效避免润滑油温度过高或过低，造成发电机机组各润滑部分温度超限、汽轮发电机组润滑油油膜破坏或低温油膜振荡的严重后果、提高机组运行的安全性，而且，大大减少运行人员的操作量。

2.2承担单位在相关领域的工作基础我公司汽轮润滑油系统主要包括有主油箱、注油器、润滑油泵、冷油器、滤油器等。

冷油器进出口冷却水配备有DN150的手动阀来控制冷却水的大小。

3汽轮机运行调节的关键技术 3.1通过新加装调节型电动执行器阀门为自动控制做好前提条件，对于润滑油温的变化做出相应的调整。

3.2通过新增测点，配合原有配置测点，对润滑油温判断和分析。

3.3通过后台PID组态，根据测点的判断，精确的下发电动阀的动作指令，灵活的控制冷却水达到冷油器的冷却需求。

4汽轮机运行调节的创新点
4.1通过冷油器冷却水入口新增电动调节控制阀，配合后台采集数据测点，对润滑油系统冷却水及时调整，保证润滑油温的稳定性。

对机组各工况变换及时作出调整，提高自动化控制程度，满足机组的运行需求。

4.2提出汽轮发电机组润滑油恒温控制的技术，利用凤翔公司机组原有辅助系统配置，提高润滑油系统运行可靠性。

4.3通过新增测点，配合原有配置测点，对润滑油系统在后台组态调整整体判断、分析、调整，提供强有的依据，为控制参数设定提供了参考。

5汽轮机调节方式的优化策略 5.1 围绕汽轮机的配汽方式进行优化造成汽轮机运行效率低的一个关键原因在于，运行过程中损失了大量可以避免的能耗，故对传统复合型汽轮机配汽方式进行全面梳理并优化，是一种可行性较高的方案。

传统的配汽方式为:①节流配汽，原理为使进入汽轮机的所有蒸汽均需经过一个或多个同时启动/关闭的调节阀;其中，第一级为全周进汽，没有调节级。

此种配汽方式的结构相对简单，且启动或改变复合时，第一级的受热十分均匀，温度变化幅度较小，产生的热应力也十分有限。

但该方式的缺点在于，处于低负荷状态时，因节流而造成的损失极大。

②喷嘴配汽，原理在于将第一级分为 3 ～ 6 个喷嘴组，各组之间具备一定的间隙，处于“隔开”状态;各自配备一个调节汽门控制装置。

在蒸汽进入汽轮机的过程中，各喷嘴组依次开启，能够有效降低因节流而造成的损失。

此种配汽方式的缺点在于，调节级的受热分布均匀程度不足，部分喷嘴组会因进汽而产生损失;此外，调节级的余速基本无法利用，一旦负荷下降，高压缸内各级的温度变化存在巨大的差异。

将上述两种配汽方式整合为一个整体，形成“节流－喷嘴联合配汽”模式，不仅能够解决单一模式下的所有问题，还能够基于阀门状态管理功能，实现配汽方式的自由切换。

比如，汽轮机处于负荷较低的状态，可采用节流配汽，以牺牲小部分经济效益为代价，全面提升机组设备的安全性;在负荷较高时，转换为喷嘴调节模式，提升汽轮机的运行效率。

如图 1 所示，为喷嘴配汽汽轮机的示意图，其中，(a)为全机示意图，(b)为调节级示意图;1 代表自动主汽门，2 代表调节汽门，3代表喷嘴组间壁。

在此基础上，在自动主汽门下方，盘整期进入汽轮机之前，设置节流装置，即可形成“节流－喷嘴联合配汽”模式，从而提高汽轮机的运行效率。

图 1 喷嘴配汽汽轮机示意图
5.2更新汽轮机启停方案
常规模式下，汽轮机的启动方式以高中压缸联合启动方式为主，启动过程包含锅炉点火、暖管冲动、转子升速暖机、并列接带负荷等;汽轮机的停机过程并非骤然完成，而是在一段时间内，各部件的工作均会逐渐停止，进汽量会逐渐降低，直至完全停止，最终关闭主汽门
(各零部件的温度也会随之缓慢降低)。

对汽轮机的启停过程进行梳理后，可将优化的重点放在如下方面:
(1)基于汽轮机转子在运行过程中的损耗率、寿命、受热变形情况、膨胀差值等，精确计算针对转子的温度和变化率，减小误差;
(2)进入汽轮机的温度变化率会随着机组设备放热系数的变化而变化，故将之控制在相对稳定，能量浪费幅度较小的范围之内，具备较高的可行性;
(3)对温度、膨胀差、振动等采用不超限的测点监控模式，及时发现汽轮机运行过程中的异常参数变化;
(4)盘车预热和正温差的启动过程，应该实现最佳温度匹配;
(5)在保证设备安全的前提下，需要尽可能地缩短启动时间，有效降低电能及燃料的消耗量，从整体的角度对汽轮机的运行过程进行优化;
(6)在优化期间，技术人员可以将额定参数停机模式转变为滑参数停机模式，保证各部件在停机过程中有效降温，提升设备后期的检修效率。

5.3加强对汽轮机的控制
在汽轮机的实际运行过程中，水温以及相关燃料数量具有十分密切的联系。

如果水温太低，那么，相对应的燃料就必须及时增加，这就在很大程度上导致实际成本增加，同时导致相关烟雾量增加造成极其严重的生态环境污染。

因此，进一步加强对汽轮机的控制是很重要的，包括实际给水温和热水器水温。

通过这种方式有效保障汽轮机正常运转，降低成本和资源浪费。

6结束语
综上所述，不断地完善与优化当前的运行方式，并提高资源的使用率。

应当不断提高汽轮机运行效率，在保证机组安全稳定运行的情况下，实现企业最大的经济效益。

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