内蒙古京隆发电有限责任公司 内蒙古乌兰察布市丰镇市 012100
摘要：近年来，社会进步迅速，我国的工程建设的发展也有了创新。汽轮机又称为蒸汽透平发动机，是一种旋转式的蒸汽动力装置，其作用原理为：经过锅炉作用而生成的高温高压蒸汽穿过固定的喷嘴，成为加速的汽流，并喷设至叶片上时，推动装有叶片排的转子转动，同时对外做功，实现蒸汽动能、机械能的定向转化。在现代社会，城市化的深度发展要求电厂必须随时随地、保证保量地供应优质电能。基于电厂集控运行模式，优化汽轮机运行机制十分重要。
关键词：电厂集控运行；汽轮机运行；优化研究
引言
化石能源的大规模开发利用，在推动人类文明进步的同时，也带来了资源匮乏、环境污染、气候恶化等问题。要保障能源安全，实现人类的可持续发展，就必须积极推动能源结构向低碳绿色转型。因此，近年来我国在加大煤电退出力度的同时，也加快了风电和光电等可再生清洁能源的发展。然而，风电和光电等新能源都具有较强的随机性、间歇性和波动性，其大规模的集中并网，加大了电网的峰谷差，导致弃风弃光现象日益严重。
1电厂集控运行管理模式的优势分析
电厂的集控运行模式，是指对机（汽轮机）、炉（锅炉）、电（发电机）进行统一集中式的控制管理。一般情况下，一个值设一个值长；相邻的两台机组为一个单元，设置一个单元长；每台机组设置一个机组长，下属配置主值班员、副值班员，在必要的情况下，还会额外设置巡操员。机、炉、电均需经由主控室的集散控制系统进行操作，且每套机组处于“分开”的状态，每两台机组共用一个主控室。除此之外，值班员岗位实行24小时不间断值守，全方位控制机器进行生产作业。目前，我国发电厂集控运行模式分别设有4、5、6个班组，实行轮班制。尽管汽轮机系统运行过程较为复杂，但随着技术的持续更新以及管理理念的提升，目前已很少采用人工操作，几乎全面覆盖自动化、智能化运行系统。在集控运行模式下，电、汽的输送、停止均由主控室的值班人员统一操作，可调整的内容在于：监视锅炉燃烧情况，保证供应至汽轮机的蒸汽处于稳定状态。集控运行管理模式的优势在于：（1）使电厂的正常生产过程及原料投运、设备的启动及停运等均处于可控状态，发现任何问题时，能够及时进行干预，避免出现大规模停工停产事故；（2）为设备的定期检修、维护作业创造安全环境（不包含对设备的直接维修）；（3）通过辅控运行，对包含燃料、化学、除灰、脱硫在内的所有必要运行过程加以梳理，提高生产效率；（4）对所有资源进行统一调配，一旦单台机组出现事故时，迅速将之“断开”，防止进一步对其他正常运行的设备造成影响。
2电厂集控运行汽轮机运行优化研究
2.1喷嘴调节
（1）汽轮机第一级为调节级，其喷嘴分组布置在各自的喷嘴室里，因相邻两喷嘴室之间存在着间壁（如图1（b）所示），调节级在任何工况下都是部分进汽，既存在着部分进汽损失，又使高压缸进汽部分在圆周方向受热不均，使高压缸产生较大的热应力和热变形。（2）因调节级与第一压力级之间部分进汽度不同、轴向间隙较大和流道过渡不平滑等原因，造成调节级的余速动能难以被第一压力级所利用，存在较大的余速损失。（3）调节级因部分进汽而使汽流参数沿圆周方向分布不均，该级动叶片除受离心力和稳定汽流力的作用外，还受到周期性的汽流激振力的作用，该汽流激振力是引起汽轮机强烈振动和轴瓦温度偏高的重要因素。（4）工况的变化会引起调节级焓降较大的变化，导致调节级后（即调节汽室）温度较大的变化，从而增加了由温度变化而引起的热应力和热变形，降低了机组运行的可靠性和对负荷变化的适应性。（5）调节级最危险的工况并非是汽轮机最大负荷时，而是第一调节阀全开而第二调节阀尚未开启时。因为此时调节级的焓降、级前后压差和（流过第一组喷嘴组的）蒸汽流量均达最大值，而级的部分进汽度却最小，致使调节级叶片处于最大的应力状态，加之部分进汽时的冲击载荷等因素，致使调节级处于最危险的工况。（6）任何工况下只可能有一个调节阀因部分开启存在节流损失，因此，低负荷下的节流损失比节流调节小，效率高。
（7）虽然其进汽机构的节流损失较小，但因调节级存在着部分进汽损失和较大的余速损失，调节级效率较低，因而高压缸的相对内效率较低。
2.2推行汽轮机设备维护新技术
要实现电力企业的健康、稳定发展，汽轮机的运行与设备维护是非常重要的，为了保证汽轮机的稳定性与安全性，相应的电力企业还需要跟紧时代趋势，在实际的设备维护过程中要推行汽轮机设备维护新技术，在以往的汽轮机运行与设备维护过程中，由于电力企业对维护技术未予以关注，在设备维护方面还是采取以往的技术方法，这不仅使设备维护的整体效率降低，还会在一定程度上影响汽轮机的后续运用。对此，电力企业就需要重视设备维护新技术的运用，在运用相关技术前期，要对所使用的汽轮机类型进行记录，后续立足于实际来应用相关技术，这不仅可以实现设备维护技术的价值，还可以为汽轮机的后续投入使用提供保障。通过先进性技术可以建立以安全生产为基础、以维护质量为生命的发展和改革战略，从而进一步提升汽轮机的使用寿命，为电力企业的后续发展提供保障。
2.3制定汽轮机设备维护的发展规划
实际上，汽轮机的运行不仅关系着电力供应的效率，还与电力企业整体的运行质量有着一定的联系。为了保证汽轮机运行的有效性，电力企业除了要重视改革机制、应用新技术外，还需要在设备维护过程中制定汽轮机设备维护的发展规划，加强设备维护部门的管理，通过健全的管理制度来整合电力企业内部的资源，确保设备维护工作的质量与水平。电力企业可以根据实际的设备维护情况建立相应的管理制度，对设备维护过程中的各项工作予以监督，这可以确保工作人员在实际工作中得到约束，进而提升设备维护工作的整体水平。此外，电力企业还可以利用激励制度等来提高员工的工作积极性与竞争意识，注重培养和留住骨干人员，使工作人员可以在实际工作提升自身责任感，这不仅可以开拓维护人员的职业发展渠道，还可以在企业内部形成一个良好的工作氛围，这对电力企业的后续发展有着很大的现实意义。
2.4定压调节
（1）在部分负荷下，因阀门关小使进汽机构的节流损失增大（节流配汽），或因调节级的部分进汽度减小使部分进汽损失增大（喷嘴配汽）；同时，为了维持锅炉必须保持的额定给水压力，给水泵的耗功将无法随机组负荷的降低而降低，这都将导致部分负荷下机组的经济性较差。（2）工况变化时，调节汽室温度和高压缸排汽温度将会发生较大的变化，将在汽轮机相应的金属部件中产生较大的热应力和热变形，这不仅会影响机组的安全稳定运行，也限制了机组的变负荷速率和机组的启、停速度，削弱了机组的调频能力。
结语
基于热力学原理，新蒸汽参数越高、汽轮机排汽压力越低，热力循环的热效率便会越高。围绕此两项原理对汽轮机进行硬件改造，已经获得了成功。在此基础上，根据汽体动力学方面的三维流动理论、湿蒸汽双相流动理论；强度方面的有限元法；振动方面的快速傅里叶转换等理论，均可解决汽轮机优化运行过程中面临的材料制约问题。当单片的功率进一步提升，汽轮机的效率也会随之加强。
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