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摘要：在电力系统智能化的背景下，电厂生产设备普遍实现了集控运行，而汽轮机做为完成能源转化的核心设备，对其运行状态进行精确控制可以显著提升电厂的生产效率。本文基于对电厂汽轮机运行原理的简要介绍，阐释了影响其运行可靠性和效率的因素，进而探讨了在集控运行情况下，如何基于信息技术与智能化控制技术的合理运用，优化汽轮机及其辅助设备的运行参数调节模式，并且通过改进线上检测与控制系统、设备运维提升汽轮机组的运行可靠性。
关键词：汽轮机；运行优化；影响因素；电厂
引言：
汽轮机组是电厂生产设备中对能源转化率有决定性影响的部分，基于集控运行精确控制汽轮机以及给水水泵等辅助设备的运行参数、监测关键零部件的运行状态，不仅能够确保机组的高效运行，还可以降低故障风险并提升设备的产能。但由于部分电厂设备相对陈旧等原因，汽轮机的集控系统在运行参数调节方式、响应速度以及数据采集的精确度等方面依然存在很多问题。
一、电厂汽轮机运行原理
汽轮机是电能生产中的重要能量转化设备，在热力电厂的机组当中起到了转化热能并驱动发电机组运转的作用。其原理是利用锅炉生产的高温高压蒸汽的冲击力与反作用力推动转子旋转，产生机械能并传递到发动机转子。为了保障热能的转化效率，还需要有凝汽器等辅助设备，在完成热能转化的同时回收冷凝水并且维持机组的真空状态。而实现对所有设备运行参数的实时检测和自动化调节，则是优化汽轮机组运行状态并保障发电效率的基础。
二、集控运行状态下影响汽轮机组运行效率的因素
集控运行的电厂生产过程基于电网用电负荷变化调节机组运行状态，运用信息技术构建远程监控系统并检测设备的运行参数，根据需要调节燃料供应以及蒸汽温度与压力等工艺参数，一方面将设备的有功功率维持在理想水平，提高电能产出率。另一方面也可以基于线上监测进行自动化的故障诊断，运用自动控制、人工智能技术保障设备运行安全。目前在汽轮机的控制系统运行过程中，由于部分设备及其运行状态调节方式不够合理，使得汽轮机组的运行效率、稳定性均达不到理想水平。
（一）启停与配汽方式
汽轮机启停过程中会损耗大量热能，在传统的启停方式下的转子运动中，蒸汽参数会发生急剧变化而缩短其使用年限。此外，由于集控运行模式下的电厂生产过程控制需要依据电力负荷的实时变化进行集中调控，因此锅炉的燃料供应、燃烧速度以及生成的蒸汽压力、流量处于实时变化当中。所以为了调节汽轮机组的输出功率，通常会进行配汽调整[1]。部分电厂的高、低负荷下配汽调节分别依赖顺序阀与单阀控制完成，虽然前者可以取得满意的效果，但对低负荷下汽轮机配汽的调节却起不到提升设备运行效率的作用。
（二）辅助设备的性能及运行状态
辅助设备的运行对于控制汽轮机的运行参数、优化其运行状态至关重要，因此在集控运行模式下必须优化给水泵以及凝汽器等设备的性能与状态。目前部分电厂的汽轮机给水泵依然沿用了定速运行模式，基于对锅炉给水阀的调节控制给水量，因此在低负荷状态下有较高的能量损耗。凝汽器以及密封系统的运行直接关系到汽轮机的运行效率与安全，目前的给水泵轴端密封系统存在回流与污染汽轮机润滑油的风险。而凝汽器与抽气器状态不佳则影响机组的真空状态，易于引发设备运行故障。
三、优化措施
（一）改进辅助设备
为了适应集控运行模式下的电厂生产要求，应着手改进和升级汽轮机及其辅助设备，降低运行参数的调节与控制时延并提高机组运行状态的控制精度。首先，用变速给水替代定速给水模式，在控制系统管理软件中设置水量调节参数，基于变动速度与平移泵的曲线优化汽轮机的给水控制，使其不再依赖阀门调节，从而降低低负荷运转时的机组能量损失[2]。其次，完善汽轮机组的运行状态监测系统，对其真空状态相关的参数进行全面的实时采集和监控，达到保障汽轮机运行安全并降低能耗的目的。
（二）改变启停和配汽方式
针对部分电厂汽轮机组启停与配汽方式不科学的问题，应引进行业主流的技术手段和相关设备进行改造。首先可以运用高压与中压气缸联合启动模式替代传统方法，达到保护机组关键部件并降低热能损耗的目的。而在停机过程中则应优先选择滑参数模式并提高热能利用率[3]。当需要在停机的同时完成设备维修和检测时，可以采样额定参数停机模式。其次，将汽轮机的配汽方式改造为能够自动优化负荷分配的三阀式，从而提高机组低负荷状态下的运行效率，并且在高负荷运转时基于负荷优化避免设备受损。
（三）升级汽轮机的控制系统
蒸汽压力、温度等参数决定了机组的运行效率，而汽轮机转子轴承等关键零部件的运行温度、转速等数据则是评估设备运行状态的依据。当相关参数达到或超出临界值时，在高温环境下高速运转的零部件会受损或变形，导致设备工况劣化甚至出现故障。因此在电厂集控运行模式下应升级汽轮机的自动控制系统，运用信息技术扩大信息采集范围，实现对汽轮机运行状态的在线监测与精准调控。以便有效防范转子轴承、汽轮机主轴等关键部件的变形和损坏，保障设备运行安全与电能生产效率，并且实现设备故障的自动化诊断和分析，减少停机运维并延长汽轮机组的有效使用年限。
（四）优化汽轮机组及其控制系统的运维管理
集控运行下对汽轮机组机械传动部分以及控制系统的运维管理也有了更高要求，只有制定科学的管理制度，保障设备拥有良好的运行环境，才能降低故障率并保障自动化检测、控制装置和系统软硬件的运行稳定性。首先，应基于在线状态检测监控汽轮机组关键零部件的运行状态，通过对相关参数的分析掌握润滑、温度与压力调节以及传动等系统有无故障风险，根据需要安排保养及维护[4]。其次，鉴于集控系统中存在大量敏感电子元件，为避免其受到电磁干扰以及高温等环境因素的影响，应优化相关设备的运行环境，改造机房以及采取必要的屏蔽措施。
四、结束语
电力系统智能化背景下的电厂机组集控运行对设备自身性能、控制装置以及运行状态调节模式都有了更高要求，所以探究汽轮机及其辅助设备在构造、性能与控制方式等方面存在的缺陷并加以优化，对保障电能生产具有重要意义。
参考文献：
[1]陈林生, 袁光明. 电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2017.
[2]徐留锋. 浅谈电厂集控运行汽轮机运行优化措施[J]. 建材发展导向, 2018, 016(009):378.
[3]马闽. 关于电厂集控运行汽轮机运行优化措施分析[J]. 中国科技纵横, 2016, 000(017):144-144.
[4]杨昌城, 林祯烜. 电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J]. 工业设计, 2016, No.116(03):129+131.