电厂集控运行汽轮机的优化措施分析

电厂集控运行汽轮机的优化措施分析

钱飞强

江苏国华陈家港发电有限公司 江苏省盐城市 224631

摘要：热能发电作为我国电力产业中非常重要的一部分，其发展和效率提高，对我国的国民经济发展起到决定性的作用。随着越来越多的经济型企业的崛起，对能源的需求也会逐渐提高，因此，对于火力发电厂的运行优化是一个相当重要的问题，特别的，对于电厂汽轮机的运行优化是一大重点。本文就火力发电厂集控运行中汽轮机构成及工作原理及优化措施进行分析。
关键词：电厂集控运行；汽轮机；构成及原理；运行优化
1 引言
当前随着电厂规模的不断扩大，相关的生产设备也在不断地增多，如此一来便对集控运行中汽轮机运行提出了更高的要求，只为能够保障电厂生产过程更加的高效、稳定、安全。在此过程中对于汽轮机运行的优化，不仅能够提升电厂的生产效率，还能起到节能降耗的效用，为电厂生产带来更多的经济效益。
2 汽轮机的构成及工作原理介绍
汽轮机作为火力发电厂的主要生产设备，其运行情况会对电厂的发展产生尤为关键的影响。从结构上来说，汽轮机主要包括两大部分：转动部分与静止部分。其中转动部分，又可以称为转子部分，主要由叶轮、主轴、动叶片以及联轴器等组成，而静子部分则主要由气缸、隔板、进气部分、汽封以及轴承等组成。两大部分对于汽轮机的运行发挥着十分重要的作用。
汽轮机的运行主要是利用蒸汽的热能从而实现做功的旋转机械，是通过将热能转换为机械能的过程。在整个运行过程中，汽轮机的运行主要涉及到两个工作原理：第一，冲动作用的原理。汽轮机中的高速蒸汽在通过动叶片构成的气道时，蒸汽的流动方向也会发生相应的变化，从而对叶片产生冲动力。这种冲动力会推动叶轮转动，从而做出机械工。第二，反动作用的工作原理。在汽轮机的运行过程中，蒸汽会在气道内膨胀并加速，这时强大的气流必然会对动叶片产生强大的反动力，从而推动叶轮的运动做出机械功。第一种工作原理下，动叶气道内的气流并不会出现膨胀加速的情况，仅仅会发生方向的改变。但是，第二种工作原理下，气流会发现膨胀加速，气流也会发现方向改变。
随着社会经济的发展，国家能源结构也在进一步调整，国内的天然气供应不足，原有的汽轮机也满足不了社会发展的需求。针对目前汽轮机运行机组逐渐老化的情况，相关工作人员要完善点检定修工作，从而做好汽轮机的状态监测、故障诊断及劣化处理工作，及时应对设备的突发情况。同时，还要提高各种辅机设备的可靠性，做好设备维护工作，及时整改各种安全隐患。

3 电厂汽轮机存在的问题
        3.1汽轮机轴承损坏
        轴承作为汽轮机运行的关键性部件，也构成了促进发电机正常运行的重要支撑性结构。但在轴承的长期运行中，因为其始终在振动、且受到摩擦和高温等的作用，会导致轴承表面出现裂纹，进而不利于轴承的安全稳定运行。加上工作人员对该部位的管理不善，使得轴承表面长期得不到完全的清理，且轴承室内也可能残留一定量的杂质，对轴承进行润滑的油脂还可能因为长期得不到处理而面临变质问题，从而降低了润滑效果。除了上述人为因素造成的负面影响，轴承本身的生产质量与性能也是影响其运行状态的重要因素———例如轴承的内在结构存在质量隐患，则汽轮机运行时所形成的高温条件会伤害到轴承正常状态，加上轴承的结构相当精密、因此这些隐藏于内的故障可能无法被管理人员准确发现导致受损轴承在高强度工作环境中逐渐出现恶化问题，进而引发严重的安全事故。
        3.2汽轮机启停问题
        就转子而言，当汽轮机处于运行状态时，其运行状况会出现改变，通常改变的是表面蒸汽参数，以此导致内部温度发生变化。因此，当转子工作时在高压高温条件下。如果转子发生变化，极有可能导致参数处理出错。这将在更大程度上威胁能好控制，汽轮机在启停时能耗使其控制，并且有所增大，进一步对汽轮机造成不良影响，无法确保其运行质量。
        3.3配汽的方式存在问题
        就当今的汽轮机配汽而言，主要的配汽方式是复合型的配汽。因为汽轮机的运行过程中，每一个阶段都需要采用不同的方式来进行配汽，这样才能使其正常运行得到保障。比如在刚开启的低负荷阶段之中，应用单阀的形式就可以使其得以良好运行，但是在汽轮机的低负荷运行过程之中，不但运行效率很低，而且运行之中也会消耗很多的能量。

4电厂集控运行汽轮机运行优化措施
4.1配气方式的优化
目前大多数汽轮机使用的配气方式主要是传统式的，功耗大，而且只能使用在低负荷的工作环境中，一旦应用在高负荷中就会严重的影响汽轮机的使用寿命。为了改变这一问题，可以使用性能更佳的三阀式的配气方式，不但能够降低功耗，还能在很大程度上提高转换效率，提高企业的经济效益。三阀式的配气方式因为具有良好的流通能力，而且在调节级别方面上的要求不高，所以能够有效的实现节能的目的。

4.2汽轮机启动过程优化
600MW汽轮机组启动方式采用高中压缸联合启动的方式，启动过程一般为：锅炉点火及暖管，冲动转子升速暖机，并列接带负荷等。锅炉点火及暖管：锅炉点火前，汽机应做好提前期准备包括凝汽器通循环水，检查润滑油系统，启动盘车连续运转等。联系锅炉点火，汽机抽真空，送轴封。锅炉升温升压，应及时开启旁路。但在实际的高中压缸联合启动过程中，高压缸排汽的温度较高。
        为使得高压缸排气温度下降，可以在启动时将再热蒸汽压力设定在0.5MPa以下，使高压缸排汽逆止门及时打开，增大高压缸通流量，高压缸排汽温度高的现象就不会出现，达到很好的效果。
        4.3汽轮机停机过程优化
        汽轮机停机的过程中，各部件的工作都在陆续归零，进汽量在一步步减小到零，主汽门也将被关闭，汽缸等各个零部件的温度都逐渐冷却。依据进汽参数的不同，汽轮机停机分为两种，滑参数停机和额定参数停机。采用滑参数停机方式，一方面可以提高汽轮机运行效率，能够有效地利用锅炉机组的预热进行发电，减少热量的浪费。同时也能够对汽轮机各部件进行有效的降温，对设备的检修非常有利。
        4.4加热器优化
        加热器是电厂汽轮机辅机的重要运作构件，一旦加热器的端差变化出现问题，很容易对汽轮机辅机的正常运作产生不利影响。如当汽轮机辅机中的回热系统对端差造成影响，加热器增加了传热端差，那么出水温度就被降低，并减少了加热器本身的抽汽量；高一级的加热器便可以增加抽汽量，增加下端差的影响则与之相反。当加热器端差保持在合理范围之内，汽轮机辅机的运作才能得到高效的优化运作，所以日常对加热器端差的检修维护是非常重要的，如果是传热面出现结垢，证明上端差变大，要做出及时清理结垢的维护，所以加热器的端差变化是要在日常工作中进行严格监控的，从而保证汽轮机辅机的优化运行。
        4.5给水泵优化
        电动给水泵原有的运行方式是定速给水泵方式，定速给水泵的运行依靠的是锅炉给水阀门的调节，这种调节方式的缺点就是当机组运行于低负荷时，阀门的节流损失比较的大。而优化的变速给水泵的特点就是依靠变动转速、平移泵的特性曲线来实现的，这种给水泵相对于定速给水泵来说有着非常明显的优势，其优点在于不用给水调节阀改变积水流量，特别是在低负荷运行时，其节能的效果非常的显著，同时这种方式可以有效的改善汽动泵组的运行经济性。

5 结语
当前我国的能源紧缺，在这样的大背景下，我国电力行业应该加快对汽轮机运行效率的提高，通过对汽轮机的配汽方式、汽轮机的启停、汽轮机辅机等方面进行优化处理，使得汽轮机能够在良好的状态下工作，有效的实现经济化与效益化，使得资源得到充分的利用。

参考文献
[1]黄鸿拔.研究电厂集控运行技术发展[J].科技与创新,2018(20):52-53.
[2]张成巧.论电厂集控运行与机组协调控制应用[J].中国高新区,2018(13):10-11.