浅谈电厂集控运行汽轮机运行的优化措施

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　　【摘  要】随着用电户的增多，电厂规模的扩大，电网结构的优化调整，汽轮机作为电厂的重要设备之一，其运行过程也因电网调整等变得复杂。而且目前我国的资源有限，人口众多，各方面的用电率也在不断的上升，节能显得非常的重要。所以对汽轮机各方面进行优化处理显得非常必要。通过优化汽轮机运行，可以节省资源，提高电厂的社会经济效益，在一定程度上对国家的发展做出贡献。
　　【关键词】电厂集控运行;汽轮机运行;优化措施
　　1关于发电厂汽轮机的概述
　　1.1汽轮机的定义及构成
　　汽轮机是电厂运行工作的关键设备，对电厂的工作运行具有很大的影响。汽轮机是一种以冲动作用为原理，将热能转化为机械能的旋转机械。从结构上看，主要包括两部分，转动部分和静止部分。转动部分是由主轴、叶轮、联轴器以及动叶片组成;静止部分是由隔板、气缸、进气部分、轴承、汽封组成。这两部分是让汽轮机工作运行的关键，对汽轮机的运行发挥着重要作用。
　　1.2汽轮机的工作原理
　　汽轮机的工作运行主要有两个原理。1）冲动原理。所谓冲动原理，就是通过蒸汽喷嘴中的蒸汽经过动叶气道时改变方向，使其作用于汽轮机叶片，让叶轮转动，进而让热能转化成机械动能。而发动原理则是汽轮机中的蒸汽作用于汽轮机叶片，形成气道内膨胀并且不断地加速叶片转动，使得叶片旋转做功。2）反动作用原理。汽轮机在运行工作的过程中，气道内蒸汽会加速膨胀，强大的气流对动叶片产生强大的反动力，进而推动叶轮做出机械功。在冲动原理的作用下，动叶气道内的气流主要是发生方向上的改变，不会出现膨胀加速的情况;但是在反动作用原理下气流既会发生方向上的改变也会进行膨胀加速。汽轮机根据它本身的工作原理将热能转化为机械能，在整个工作运行中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀、降低压力，增加速度。
　　1.3汽轮机的组织结构特点
　　除了根据工作原理可以把汽轮机分成冲动式汽轮机和反动式汽轮机以外，还可以根据结构把汽轮机分为单级汽轮机和多级汽轮机;根据热力特性也可以将汽轮机划分为凝汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机等。在实际生活中，火电厂中应用最广的就是凝汽式汽轮机。凝汽式汽轮机包括凝汽器、凝结水泵、循环水泵以及抽气器，这些凝器设备是汽轮机运行的辅助设备。在凝气设备中，排汽遇冷凝结为水，使得体积骤减，原来空气充斥的密闭空间成为真空状态，气压降低，蒸汽的理想焓降增加，装置的热效率得到相对的提升。凝汽式汽轮机的排气压力对运行效果也有影响，冷却水的进水温度和冷却倍率都会影响排气压力。冷却倍率高，就能够获得较高的真空度，但是也会使得循环水泵的功耗和设备资金增加。
　　2关于电厂集控运行概述
　　2.2集散控制系统的定义
　　集散控制系统，是一种全分布式的系统，它是以微处理器为基础运行的。在上世纪七十年代集散控制系统被研制出来，并且迅速在工业自动化控制领域进行推广和应用。不仅如此，在石油化工领域、冶金领域、纺织领域和电力领域都有涉猎和应用。集散控制系统的主要特征就是集中管理与分散控制。近些年来，在互联网技术发展和电子信息技术的支持下，集散控制系统也不断向着网络化、高集成化和实时化改进。集散控制系统的产品种类也有很多，其中也包括通信、集中管理、操作、分散过程控制，这些部分都是以通信部分作为纽带来实现数据交换的。
　　2.2集散控制系统运行条件
　　集散控制系统是电厂生产的重要组成环节，集散控制系统的实现需要通信技术、计算机技术、硬件技术的保障。除此之外，还有常年工作状态的电源系统，温度控制系统、湿度控制系统、接地系统、集控室布置和线路布置这些外部环节的配合。
　　3针对江西分宜发电厂汽轮机的运行优化策略
　　3.1针对配汽问题的优化措施
　　为应对江西分宜发电厂火电机组汽轮机因所受负荷突然发生变化，而导致能量损失过大的问题，笔者根据多年实际工作经验，提出以下优化调节配汽方式的改善措施：把过去的复合型配汽方式（即汽轮机启动过程中，其配汽方式为由低负载时的单阀门调节逐渐转变为高负载时的顺序阀调节），改成更先进的三阀式配汽方式（即汽轮机启动过程中，其配汽方式为单阀门调节转为顺序阀调节，再转为单阀门调节）。配汽方式更改后，能够在配汽过程中更好地优化负荷的作用，进而使汽轮机在低负荷运行过程中，其能量损失更低，汽轮机的工作效率更高，但在调节期间必须准确校核调节级的大小。同时配汽方式调整为三阀式配汽后，系统能够更有效地分担负荷，从而获得了比复合型配汽更优秀的流通能力，能够更加圆滑地转变负荷运行方式，降低系统转变时的负担，提升系统瞬时转换效率，进而实现滑压运行曲线的优化，有效降低能量的损失。
　　3.2针对汽轮机启停问题的优化措施
　　在实际工作中可以明显看出汽轮机频繁的启动或停机会导致大量能量的损失，而且还会对汽轮机的寿命产生不良影响，所以优化汽轮机启停问题对提高汽轮机效率十分重要。江西分宜发电厂火电机组汽轮机启动方式为高中压缸联合启动，具体表现为首先锅炉点火并进行相应暖管工作，蒸汽参数达到冲转参数后驱动汽轮机转子升速，进行升速暖机，機组定速后发电机并列带动负荷。然而在长期工作经验和研究中发现，通过传统启动方式启动汽轮机时，容易导致高压缸排汽温度过高的情况。而为降低其排汽温度，可以启动汽轮机时调低再热蒸汽压力至0.5MPa以下，该操作会帮助高压缸排汽逆止门适当地提前开启，增加进入高压缸内的汽流量，从而将排汽温度控制在合理范围内，实现汽温与缸温的最优匹配，从而缩短机组启动时间，减少工质的损失，提高经济性。汽轮机停机方法有两种，分别是额定参数停机与滑参数停机，两种方式相比较可以发现，滑参数停机法具有更明显的优势，该方法一方面能够显著增加汽轮机工作效率，另一方面还能够尽早使用锅炉机组的余热发电，加速降低机组其他部件的温度，这样可以有效减少能量的损失。
　　3.3针对汽轮机辅机运作问题的优化措施
　　由于汽轮机运行中有较多的辅机，而重要大功率辅机的运行效率和能量损耗对于汽轮机也有很大影响，所以必须优化重要大功率辅机的工作方式，从而降低其能量损耗，提高运行效率。针对江西分宜发电厂的汽轮机辅机功率大、电耗高等问题进行了以下优化：通过改造大功率辅机的PLC控制变频器，将分宜发电厂其中2台大功率电动给水泵、1台凝结水泵以及1台循环泵等6kV设备的运行模式，由工频运行改造为变频运行，以降低大功率辅机设备的能耗以及系统母管运行压力，提高设备的安全性与运行效率。同时，考虑到发电厂备用辅机设备紧急运行的安全性和可靠性要求，保留1台备用设备维持工频运行状态。经2016年数据统计，分宜发电厂针对大功率辅机设备变频改造后，其生产厂用电率由11.5%下降为10.2%，节能降耗效果明显，有效提高了发电厂的实际发电效率和经营效益。
　　4结语
　　近年来，为了响应中央关于“建设节约型社会”的要求，以“可持续发展”理念为宗旨，以实现“绿色交通”为目标，积极研究应用符合循环经济模式的沥青路面再生利用技术。随着全社会对环境保护、资源保护以及“节约型社会”认识的不断提高，随着沥青路面再生应用技术的不断发展完善和标准规范的出台，符合循环经济模式的沥青路面再生技术将在以后的公路建设、养护工程中得到更加广泛的应用。
　　参考文献：
　　[1]王昊.电厂汽轮机运行优化研究[J].内燃机与配件，2017（23）：10-11.
　　[2]程维青.电厂汽轮机安装过程中的质量对策[J].科技创新与应用，2017（33）：69-70.
　　（作者单位：吉林电力股份有限公司白城发电公司）
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