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电厂汽轮机运行优化方法探讨

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：王聪

[导读] 摘要：汽轮机作为火力发电厂的主要原动机，通过将热蒸汽转化为机械动能发电，在减少能源损耗和提升电能质量等方面发挥着重要的作用，可以说汽轮机运行的安全和平稳状况直接影响到了火电厂的产能和电能质量，尽管电能产业朝着多元化方向发展，但火力发电依旧占据着相当大的比重，在今后相当长的一段时间内会居于电力产业的主导地位。

        （天津泰达能源发展有限责任公司天津 300450）
        摘要：汽轮机作为火力发电厂的主要原动机，通过将热蒸汽转化为机械动能发电，在减少能源损耗和提升电能质量等方面发挥着重要的作用，可以说汽轮机运行的安全和平稳状况直接影响到了火电厂的产能和电能质量，尽管电能产业朝着多元化方向发展，但火力发电依旧占据着相当大的比重，在今后相当长的一段时间内会居于电力产业的主导地位。本文就电厂汽轮机运行优化方法进行探析，希望对火力发电行业的发展有所助益。
        关键词：火力发电厂；汽轮机运行；常见问题；优化方法
        引言：
        电能作为人们正常生活和社会生产活动中必不可少的能源，其消耗量随着社会经济的发展而增加，为满足正常社会生产和人们的生活，就需要保持供电的稳定和持续性。对于火力发电行业而言，需要保证汽轮机运行的稳定，优化汽轮机的运行机制，降低各种故障的发生概率，提升电能的生产效率和电能的质量，增强电厂的供电稳定性。这需要对汽轮机的真空系统、循环水系统和输送水系统进行针对性优化，全面提升汽轮机的运行效率和质。
        1.对火力发电厂汽轮机运行优化的价值
        社会经济的飞速发展使得各行业对于电能的需求都呈直线增长，电能消耗量十分巨大，这也推动了电力行业的发展与创新，电厂的数量和规模都不断增加，供电系统的覆盖面积也随之扩大，为民众提供了更为稳定和高质量的电能服务。尽管在绿色环保理念的指导下，电能产业朝着多元化方向发展，但火力发电在电力行业中依旧占据着相当大的比重，可以预见的是在今后相当长的一段时间内会居于电力产业的主导地位。对于火力发电厂而言，汽轮机的运行状况直接影响到了发电厂的效率和供电的稳定性。长期处于负荷运转状态下的汽轮机故障率较高，如果不进行一定的优化和完善，那么无疑会降低火力发电厂的运行效益，不利于电厂的长远发展。对电厂汽轮机运行进行合理的优化，不仅可以提升电厂的产能，还可以降低电厂生产造成的污染[1]。
        2.火力发电厂汽轮机运行的常见问题分析
        火力发电是一个复杂繁琐的物理过程，通过煤炭的燃烧产生大量的热能蒸发水汽，水蒸气推动汽轮机运转，将热能转化为机械势能和电能，在这一过程中汽轮机起到了能量转化的重要作用，可以说汽轮机的运转效率和状况直接影响到了热电厂的实际效益。作为长时间运转的原动机，汽轮机长期处于高负荷运转状态，各个部件容易发生损伤，影响到运转效率，笔者结合自身的实际工作经验将汽轮机运行的常见问题归纳为以下几点。
        2.1 汽轮机的配气方式存在不足，影响到了汽轮机的运转状态，造成了能源的不必要消耗。汽轮机的配气目的在于调节汽轮机内部的温度和压强，进而调整汽轮机的运行状态，降低汽轮机的运行损耗，延长汽轮机的使用寿命。但在实际的配气工作中，还存在着配气方式不当的问题，现阶段的汽轮机配气方式主要为复合型配气，根据汽轮机运行状态的不同调整配气，单一的配气管理模式不单会影响到汽轮机的运转效率，还会造成能量的不必要消耗[2]。
        2.2 汽轮机的启停存在问题，容易造成汽轮机内部构件的损毁。电厂汽轮机的启动状态主要是由转子的应变能力所决定的，汽轮机正常运转时转子的蒸汽参数随着机器的运转而出现升降幅度和变化，而长期高负荷的运转使得转子的参数处理出现问题，影响到汽轮机的启停状态，这会对汽轮机内部构件造成严重的损伤[3]。
        2.3 汽轮机的密封水系统存在问题，使得汽轮机的安全性能得不到充分的保障。汽轮机运行过程中需要循环水系统以及输送水系统的密封状况良好，避免出现蒸汽泄露或者供水不足状况，影响到汽轮机的平稳运转，这需要将给水泵轴端密封，大多采用迷宫密封方式，可以最大限度的消除间隙，确保该部位的密封性。只有严格控制汽轮机水泵轴端密封状况，才能够有效的避免蒸汽泄露状况的发生，进而保证工作人员的安全以及电厂的生产稳定性。

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        2.4 汽轮机检修维护制度不完善，缺少专业的技术人才。汽轮机作为电厂的重要原动机，长时间保持在高负荷的工作状态，无疑会造成汽轮机各个部件的损伤和故障，影响到汽轮机的正常运转。但大多数的热电厂都缺少完善的汽轮机检修和维护制度，专业的技术维修人员也较为欠缺，对于汽轮机的运行状况检修力度不足，无法及时的处理和解决故障和意外事件，这无疑会影响到电厂的平稳运转以及供电系统的稳定[4]。
        3.对火力发电厂汽轮机运行优化的方法
        优化发电厂汽轮机运行模式和流程，有助于降低各种安全事故的发生概率并提升电厂的产能和质量，对于电厂的可持续发展有着积极的推动作用，需要从以下几个方面入手，对火力发电厂汽轮机运行优化。
        3.1 优化汽轮机的配气方式，保证汽轮机的高效稳定运转。大多数的火力发电厂汽轮机均采用的是复合型配气方式，这样的配气方式只有在定额负荷之下运行才可以保障汽轮机的正常运行，无疑加剧了各种能源的损耗，不利于汽轮机的长期运转。有鉴于此，对汽轮机配气方式的优化可以采用三阀式的控制方法，有效地降低负荷控制需求，改变低负荷状态下汽轮机运行消耗能量过大的状况，提升汽轮机的运转效率[5]。
        3.2 优化汽轮机的启停过程，降低汽轮机构件的损伤程度。现阶段电厂汽轮机的启停主要采用高中压缸联合配动模式，可以有效的控制汽轮机的启动和停止状态，但根据实际生产经验可以得知，高压缸排气湿度较高，会造成较高的能源损耗。想要改善这一状况，就需要在实际运行过程中降低高压排气缸的湿度，启动过程中中降低蒸汽预定压力，并将其排气逆止门打开，增加流通量来降低温度上升的幅度。
        3.3 优化汽轮机组和循环水泵，提升汽轮机的安全性能。机组和循环水泵都是汽轮机的重要辅机设备，在汽轮机安全平稳运转过程中发挥着不可替代的作用。想要对汽轮机的机组和循环水泵进行优化，就需要对机组的性能参数进行优化，着眼于能源消耗的降低和机组运行效率的提升两方面，增强机组的综合性能；对于循环水泵的优化而言，则需要在设计工作中严格控制凝汽器，使得凝汽器的压力状态保持最佳，在此情况下，汽轮机运行过程中机组和循环水泵的能耗都会保持在可控范围之内，实现汽轮机运行的最佳状态。
        3.4 优化汽轮机的检修机制，降低汽轮机的故障发生概率。完善的检修机制也是汽轮机安全平稳运行不可缺少的，根据发电厂的实际运行状况以及供电系统的覆盖范围，制定出完善的汽轮机检修和维护制度，构建完善的汽轮机检查和维修团队，提升汽轮机运行状态监控的信息化程度，根据汽轮机的故障类型作出针对性的判断，及时的解决各种故障问题，确保汽轮机的稳定连续运转进而增强供电的高效性。
        4.结束语
        汽轮机的正常平稳运转是热电厂安全生产的重要保障，也是供电系统持续平稳运行的有力支撑，但长期的负荷运转使得汽轮机运行状况并不理想，需要对汽轮机运行模式进行优化，建立起完善的检修和维护制度，定期对汽轮机工作状态进行检查，处理各种故障并更换部件，同时调整汽轮机的配气方式，优化汽轮机的启停和密封水系统，提高汽轮机的整体运转效率和质量。
        参考文献：
        [1] 李少君,黎清华.电厂汽轮机运行中的节能技术应用[J].电子技术.2020.49(12):152-153.
        [2] 李英杰.电厂汽轮机运行中的常见故障及应对策略[J].智能城市.2020.6(22):81-82.
        [3] 王快.电厂汽轮机运行过程中节能的实现研究[J].科技创新与应用.2020(34):51-52.
        [4] 莫守连.电厂汽轮机运行中的故障及其处理对策探析[J].科技风.2020(28):127-128.
        [5] 孙家缔,张萌.电厂集控运行汽轮机的优化措施分析[J].科技风.2020(06):163.