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电厂集控运行汽轮机运行优化策略研究

发表时间：2020/1/8 来源：《科技新时代》2019年11期作者：芈博

[导读] 文章基于电厂汽轮机的工作原理，分析影响电厂汽轮机集控运行效率的因素，并针对这些因素提出了电厂集控运行优化策略，以供参考。

芈博
        国家能源集团国电宿州第二热电有限公司安徽省宿州市 234000


        摘要：文章基于电厂汽轮机的工作原理，分析影响电厂汽轮机集控运行效率的因素，并针对这些因素提出了电厂集控运行优化策略，以供参考。
        关键词：电厂集控运行；汽轮机；运行优化策略
        1引言
            在目前人们对于电能的需求在急剧增加的同时，也增加了电力企业的生产压力。尤其是针对我国目前主要的火电企业来说，在发电技术不断进步的同时，也不断提高电厂的集控运行水平，同时也对电厂运行的安全性、质量和效率提出了更高的要求。为此，本文就从电厂集控运行方面正对影响汽轮运行的影响因素，研究其运行优化措施。
        2电厂汽轮机的工作原理
            在火电厂中，汽轮机是利用冲动作用原理将锅炉燃烧燃料产生的热能向机械能进行转换的重要性设备，其主要由转动和静止两大部分组成，前者的主要组成部分有主轴、叶轮、联轴器以及动叶片等。后者则主要有隔板、汽缸、进气部分以及轴承和汽封部分。具体地说汽轮机运行中所应用的原理主要有冲动和发动作用两种。对于前者来说，就是将锅炉燃烧燃料产生的热能所加热水形成的水蒸汽通过喷嘴喷出之后，经过动叶气道来对其方向进行改变，然后作用于汽轮机叶片上推动其转动，实现热能向机械动能的转换。而推动叶片转动的主要原理就是反动原理，主要是蒸汽在气道内膨胀并作用于叶片上会推动叶片转动并起到加速的作用，推动叶片旋转做功。而针对后者来说，在汽轮机的正常运行中，蒸汽在气道内会不断被加速和膨胀，所产生的强大的气流就会对动叶片产生强大的发动力，这就会使得叶轮转动而产生动能。在此原理的同时，通过上述冲动原理所产生的气流会在动叶气道内改变方向，同时也会出现膨胀加速的现象。通过上述原理的利用而则可以实现将热能向机械能的转化，在此过程中喷嘴中蒸汽的主要变化就是膨胀、压力降低以及速度的增加。
        3影响汽轮机运行效率的主要因素
        在汽轮机利用上述原理在运行的过程中，由于出现以下问题会对汽轮机的运行效率造成影响：一是配汽方式的因素。目前汽轮机常用的配汽方式就是复合型的配汽方式，也就结合汽轮机运行的不同阶段来改变其配汽方式。主要表现在汽轮机的启动阶段或者负荷比较低的阶段，对于汽轮机的配汽方式通常为通过单阀来调节的方式，但是此种方式会降低此阶段中的运行效率，表现出具有较高能耗损失的问题。而在具有较高负荷的阶段，则要改变其配汽方式，通过顺序阀的方式来保证其具有较高的运行效率。
        二是汽轮机的启停因素。由于在汽轮机的正常运行中会出现转子的蒸汽参数会不断变化的情况，也就是会使得转子内部的温度在不断发生动态改变。而且其温度和压力通常较高，容易由于没有处理好上述参数而影响汽轮机启停过程中的损耗，这也会对汽轮机的运行效率造成影响，同时还会缩短其使用寿命。

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        三是汽轮机机组能力因素。在影响汽轮机运行效率的因素中，气阀是比较重要的环节，主要表现在单阀和顺序阀两种。对于前者来说，是直接调节和控制蒸汽参数的气阀，而后者则主要是通过汽轮机的喷嘴来控制的。但是由于上述两种气阀智慧在具有较小气阀压力的情况下运行，而容易在具有较大气阀压力时出现外缸变形和喷嘴变形等问题，这就会降低机组的密封性能以及机组能力，造成机组运行耗能的增加和效率的降低。
        四是密封水系统因素。针对汽轮机中常用的给水泵轴端密封为迷宫密封的现状，其机组运行中容易在出现给水泵急停的过程中导致出现密封水回水不畅的问题，这就会导致水进入油箱中而影响机组给水泵的安全和高效运行。
        五是其他因素。当汽轮机运行中出现振动故障、弯曲形变问题、水环真空泵过载问题以及传热性恶化堵塞问题时，则容易降低汽轮机的运行效率。
        4电厂集控运行汽轮机运行优化措施
        一是针对汽轮机的配汽方式来说。由于传统的配汽方式只有在定额的负荷下才能达到最佳的运行控制状态和效果，也就是在机组处于较低负荷状态下时会产生能耗较高的问题，会对汽轮机的运行效率造成影响。为此就可以通过三阀式的控制方式，在降低负荷控制要求的同时，也主要是改善低负荷运行工况下的能耗情况，实现能量转换效率的提升。
        二是针对汽轮机的启动方式来说，针对目前常用的高中压缸联合培东的方式容易导致高压缸的排气温度高而造成较大能耗损失的问题，就是对此高压缸内的温度进行降低，主要是通过降低启动过程中蒸汽预定压力的方式来进行优化，而且通过对高压缸的排汽逆止门及时开启来实现流通量的增加，从而实现高压缸内温度上升幅度的降低。
        三是针对汽轮机组的维护和管理来说，重点就是要做好启动汽轮之前对各个部件和系统设备的安全检查和隐患排除工作，尤其是要做好对高压设备的维护和检查，以及对高压管道的清理等工作，实现传热效率的增加以及能耗损失的减少。
        四是针对给水泵来说，由于传统的给水泵采用定速积水的方式表现出具有较大节流损失的问题。为此就需要按照变动的速度和平移泵的曲线来对给水泵进行优化设计，而且可以通过调节阀来对水流量的问题进行控制，以及通过变速自动控制水流的方式来对汽轮机低负荷状态下的能耗问题进行改善，在实现电厂发电效率增加的同时，也提升其运行经济效益。
        此外，还需要对电厂的热力循环功率进行改进来其水环真空泵可以更加经济地运行。或者是可以通过对汽轮机组压力参数的改善来保证汽轮机组的高效运行，通过完整的汽轮机背压优化方案来优化汽轮机，保证其高效运行。
        5结语
            在目前发电企业的发电机组容量在不断增加来满足人们日益增长的电能需求的同时，也对发电能力和效率也提出较高的要求。而针对目前电厂集控运行中所出现的汽轮机配汽方式、启停以及辅机等方面因素对汽轮机运行效率造成的影响。针对我国目前主要的火电企业来说，在发电技术不断进步的同时，也不断提高电厂的集控运行水平，同时也对电厂运行的安全性、质量和效率提出了更高的要求。为此，文章提出了相应的电厂集控运行优化措施，在实现发电机组运行中安全隐患减少的同时，也实现发电效率的提升。
        参考文献：
        [1] 陈叶俊. 电厂汽轮机运行效率优化措施探讨[J]. 科技与创新, 2018(2):79-80.
        [2] 王洪沾. 火电厂汽轮机运行节能降耗措施的优化[J]. 中国高新科技, 2019(11):98-100.
        [3] 陈露. 发电厂汽轮机运行节能降耗策略研究探讨[J]. 中国高新技术企业, 2017(3):77-78.