电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨
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摘 要：近年来随着我国市场经济不断向前发展，对电能的需求量不断增加，这就对电厂的正常生产经营提出了更高要求。电厂汽轮机组的运行是否正常，会严重影响到整个电厂设备的工作效率。在电厂日常发电过程中，汽轮机组是最为重要的能量输出设备，同时也是电厂正常运行的前提保障。所以要想提高电厂的整体运行效率，就应该注重汽轮机组运行过程中的有效优化。本文主要结合实际工作经验，在分析汽轮机组运行原理的基础上，就目前汽轮机在运行过程中出现的问题进行了分析，然后提出了相应的运行优化策略，希望通过本次探讨能对指导电厂实际运行有所帮助。
关键词：电厂集控运行 汽轮机组 优化措施
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2019）10-0213-01
近年来，以太阳能、风能、潮汐能为主的新型能源得到了进一步的发展，从总体的能源供给结构来看，火力发电依然是最主要的发电模式。近年来随着火电厂的技术不断革新和设备升级换代，引进了许多新型的火力发电技术和设备，这对提高资源利用效率、保证持续供电有很大帮助。伴随着人们物质生活水平的不断提升，国家高度重视对电网结构的升级优化，在整个升级优化过程中，如何进一步提高火力电厂的发电效率，就成为现阶段技术工作人员需要重点攻克的难题。提高发电效率，关键在设备，而提高设备的运行效率，关键在电厂的汽轮机组。目前我国电厂普遍存在汽轮机组运行效率较低的问题，这不仅会影响到发电厂各项设备的整体运行效率，还会降低电厂的生产效率，不利于电厂的经济运行。为此就需要我们采取必要措施，对汽轮机组进行有效的运行优化，提高机组的运行效率，减少能源浪费，向社会大众提供高质量的电能。
一、汽轮机组运行原理
1.汽轮机的定义及构成
汽轮机作为火力电厂的重要能源供给设备，对电厂各个设备的整体运行有很大影响。电厂内的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。从结构上看汽轮机组主要划分为两个部分，一个为转动部分，另一个为静止部分。转动部分主要是由主轴、叶轮联轴器以及动叶片组成，静止部分主要是由进汽部分、汽缸、隔板、轴承、汽封等组成。上述的两个结构是保证汽轮机组能够正常运行的关键，对汽轮机组的整体运行效率起着重要作用。
2.汽轮机组的工作原理
根据汽轮机的结构组成特点可以分析得出，汽轮机在运行中主要包括了两方面，一个是冲动作用原理，另一个是反动作用原理。首先，冲动作用原理。冲动作用原理就是在汽轮机运行过程中，锅炉产生的大量蒸汽通过喷嘴而经过动叶汽道发生方向改变，然后将蒸汽力作用到汽轮机叶片上，让叶片发生转动，从而实现了将蒸汽热能转成机械能。在整个汽轮机运行过程中，蒸汽会不断产生、不断作用在汽轮机的叶片上，在蒸汽不断膨胀过程中会增加汽轮机叶片的转动速度，使汽轮机叶片转动做功;其次，反动作用原理。汽轮机组在运行过程中，汽道内的蒸汽会不断发生膨胀，内部产生的膨胀蒸汽会产生强大的汽流，从而对叶片会产生强大的反动力，推动叶轮做功。在冲动原理作用之下，动叶汽道的汽流会发生方向的改变，但不会进一步提高蒸汽的膨胀速率。但在反动原理作用之下，汽流既會发生方向改变，也会进一步提高蒸汽的膨胀速率。汽轮机在运行过程中，本身是将热能转化为机械能，蒸汽会在喷嘴汽道中不断发生膨胀，降低压力，增加推进速度。
二、汽轮机组运行存在的问题
1.配汽方式选择存在的问题
现阶段汽轮机组在运行过程中经常使用到的配汽方式主要为复合型配置方式。在汽轮机不同的运行阶段，需要通过不同的方式来实现汽轮机的有效运行。在较高运行负荷状态之下，汽轮机主要通过顺序阀的方式来实现汽轮机的运行，这时工作效率相对较高。而汽轮机在启动或者处于较低运行负荷阶段时，通过单阀调整的方式来实现汽轮机的运行。但是在低运行负荷状态下的运行效率相对较低，会大大降低资源的利用效率，存在很大的热能损耗。
2.汽轮机组的启动和停止存在问题
机组启动和停止过程中，主要是内部结构转子应力发生变化的过程。在参数选择过程中，如果存在不恰当之处，在汽轮机组启动和停止过程中很容易造成较大的损耗，影响到汽轮机组的工作效率，严重的还会影响到汽轮机组的使用寿命。
3.汽轮机组的能力
在汽轮机运行过程中，汽阀的封闭性不完全是造成汽轮机能耗较高的一个重要原因。汽轮机汽阀调节主要包括了单阀调节和顺序阀调节两种，单阀调节主要是结合汽轮机的参数直接进行调节控制，而顺序阀调节是由喷嘴控制喷汽阀的开关进行调节。而顺序阀调节只有在汽阀压力相对较小的情况下才能够进行。如果汽阀遭受到很大的压力影响，采用顺序阀调节模式很容易造成外缸和喷嘴出现形变，影响到整体的密闭性，导致部分机组的功能丧失而导致整个汽轮机组的能耗显著升高。
三、电厂集控运行汽轮机运行优化措施
1.优化汽轮机配汽方式
在汽轮机组运行过程中，如果一直沿用传统的复合型配置方式势必会影响到整个汽轮机组的整体运行效率，因为该种配汽方式只有在额定负荷下才能更好的运作。一旦汽轮机组处于低负荷运行状态下，整个机组将会面临较大的消耗，所以应该改用三阀式的配汽方式，这样能够有效解决传统配汽方式造成汽轮机组低负荷运行状态下能耗较高的问题。通过改变传统的配置方式，能够有效分担负荷，同时对调节级的要求相对较小，能提高资源利用效率。另外通过运用三阀式的配汽方式还能够实现汽轮机组的转变圆滑，提升机组瞬间转换的工作效率，更有利于节能。
2.优化汽轮机组的启动和停止
首先，汽轮机组启动过程中的优化。通常情况下，对于600MW的汽轮机组的启动方式主要采用高中压缸联合启动法，在启动过程中首先点火对管道进行加温处理，冲动转子升速暖机，并提高负荷。但是在实际的运行过程中，高压缸的排汽温度会显著升高，为了有效降低这一方面的温度，在汽轮机启动时，将再热蒸汽压力设定在0.5MPa以下，确保高压缸的排汽逆止门能够快速打开，这样就能够有效解决高压排汽缸温度过高的问题，达到很好的节能效果。其次，汽轮机组停机过程中的优化。汽轮机组在停止运行过程中，内部的各个部件参数都会陆续归零，进汽量进一步的减少，主汽门也会逐渐关闭，汽缸内的各个零部件的逐渐冷却。通常情况下汽轮机组停机主要分为两种，一种是滑参数停机，一种是额定参数停机。为了有效提高整个机组的运行效率，主要采用滑参数停机方式，因为这种停机方式一方面能够显著提高整个机组的运行效率，能够利用锅炉机组的余热进行发电，提高热力资源的利用效率，另一方面也有利于对各个部件进行有效的降温处理，提高检修效率。 3.优化汽轮机组的维护管理
为了确保电厂汽轮机组能够正常运行，正常供能。就需要对整个机组的正常运行进行有效的维护管理。汽轮机在启动之前需要对各个部件各个系统的运行情况进行严谨仔细的检查，及时发现故障，及时排除隐患，特别是应该重点做好高压设备的维护和检修工作，及时清理高压管道当中的各种杂质，保证管道具有良好的热传输效率，降低不必要的能源损耗。
4.优化给水泵
过去汽轮机组的给水泵主要采用定速给水方式，但这种给水方式存在明显的缺陷，会造成大量的节流损失。因此就需要对水泵的给水方式进行进一步优化。在给水方式选择和设计过程中，相应的技术人员应该按照变动的速度和平移泵的曲线科学设计。相对于定速的给水方式，变速给水方式能够有效解决调节阀控制水流量的问题，同时还能够有效缓解机组在低负荷運行状态之下的能耗损失严重的问题，大大提高节能效果，提升电厂的发电效率，保证经济效益。
结语
进入新世纪以来，我国经济发展以及居民物质生活水平不断提高，对高品质电能的需求量不断增加，电力行业也在不断进行创新改革，切实提高自身的发电能力和发电效率。火力电厂在发电过程中，通过对汽轮机组的运行模式进行有效优化处理，强化技术革新，可以让汽轮机组以更加高效的方式运行，保证电厂其他设备的运行效率和运行质量，减少安全事故发生率，而且还能够提高电厂的发电效率，增加经济效益，一举多得。
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