孔祥俊
中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司，山东省济南市 250102
摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，电厂建设越来越多。电厂必须在保证供电质量的同时，提高供电供应效率，减少发电能耗，提高热经济性。为了进一步的提升电厂运行经济效益，不只是对汽轮机及锅炉等设备进行优化设计，而且更要对汽轮机的辅机开展各项优化工作，减少不必要的能源消耗，提高辅机工作效率，从而提高整个电厂的热效率。本文仅是对汽机辅助设备的结构优化探讨。
关键词：电厂;汽轮机;辅机;优化;改进
引言
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。
1电厂汽轮机辅机存在的问题和解决
电厂汽轮机辅机在运行时会遇到许多阻碍，主要和电厂汽轮机辅机本身有关，比如辅机供油系统故障、辅机调速装置故障等。其中供油系统故障主要是因为在安装该系统时操作不当或监管不到位，而使杂质进入到供油系统中影响了供油系统的油径，从而影响该系统的运行。而调速装置出现故障主要是因为该装置在运行中会出现振动，若振动过大会引起输油阀门的振动，从而影响汽轮机辅机的工作。对于上述汽轮机辅机故障，首先针对油系统故障，可采用定期清理油系统油径的方式来解决。而针对调速装置的故障，主要可采用安装过滤网的方式来提高调速装置运行的稳定性，避免其出现剧烈振动而引起输油阀门的振动。此外，还应该加强对电厂汽轮机辅机各阀门的监督检查，使每一个零部件都能充分发挥作用，确保汽轮机的正常工作。
2电厂汽轮机部分辅机系统实际优化方案
2.1对汽轮机机油系统进行详细检修
在发电厂的运行中，保持工作环境的清洁十分重要，油系统首先做到的就是清洁，目的是为了避免灰尘对其产生的影响。，油系统的清洁工作做到位的话对于设备进行工作时产生的摩擦能够进一步缓解，起到很好的润滑的效果，如果油系统中有一定的混合物，会产生一定问题，比如说设备的摩擦进一步增强，从而导致系统的温度有明显的上升的情况，从而会导致汽轮机运行是受到一定的障碍。对油系统进行相应的清理工作时可以采用油循环的清理方法，油系统出现问题进一步规避，更好的办法是，对滤油工作不容忽视，及时定期的排查，可以降低此问题出现的可能性。
2.2更新汽轮机启停方案
常规模式下，汽轮机的启动方式以高中压缸联合启动方式为主，启动过程包含锅炉点火、暖管冲动、转子升速暖机、并列接带负荷等;汽轮机的停机过程并非骤然完成，而是在一段时间内，各部件的工作均会逐渐停止，进汽量会逐渐降低，直至完全停止，最终关闭主汽门(各零部件的温度也会随之缓慢降低)。对汽轮机的启停过程进行梳理后，可将优化的重点放在如下方面:(1)基于汽轮机转子在运行过程中的损耗率、寿命、受热变形情况、膨胀差值等，精确计算针对转子的温度和变化率，减小误差;(2)进入汽轮机的温度变化率会随着机组设备放热系数的变化而变化，故将之控制在相对稳定，能量浪费幅度较小的范围之内，具备较高的可行性;(3)对温度、膨胀差、振动等采用不超限的测点监控模式，及时发现汽轮机运行过程中的异常参数变化;(4)盘车预热和正温差的启动过程，应该实现最佳温度匹配;(5)在保证设备安全的前提下，需要尽可能地缩短启动时间，有效降低电能及燃料的消耗量，从整体的角度对汽轮机的运行过程进行优化;(6)在优化期间，技术人员可以将额定参数停机模式转变为滑参数停机模式，保证各部件在停机过程中有效降温，提升设备后期的检修效率。
2.3冲转控制优化
有关汽轮机启动标准中规定:汽轮机转速将要达到1100r/min之前，高压缸温度尚未达到150℃，则必须使汽轮机以1100r/min的速率旋转，并保持10min，以保证足够的预热时间使高压缸达到所需要的预热温度。根据日常操作汽轮机从1100r/min向3000r/min冲转是第二阶段向第三阶段转换的过程，完全依靠操作人员手动完成，若操作人员只考虑转速而忽略了高压缸低温问题就极有可能产生误操作，并且在现有的启动程序控制中并没有对高压缸低温冲转进行闭锁。在这种控制条件下，系统中存在极大的不安全因素，需要对汽轮机启动第二阶段向第三阶段转换控制进行优化。
2.4以冷却塔为对象开展优化工作
冷却塔根据冷却介质分为空冷塔和湿冷塔。本文只讲空冷塔的优化设计。空冷塔的初始端差是影响空冷机组经济性运行最重要的指标之一。初始端差简称ITD，指热交换前空冷凝汽器入口设计点排汽温度与冷却空气入口设计点温度的差值。影响初始端差的因素有很多:厂址气象条件、空冷系统的总投资额度、不同排汽参数的汽机设备费与年少发电量的差值比较等。在设计阶段，应根据需要冷却的蒸汽量及热负荷、设计温度、海拔等温度，选择，初步选取几种不同ITD参数时的风扇数及冷却塔大小等参数，计算每种方案下的运行费用及投资费用，然后作对比，选取最佳方案。
2.5控制加热器端差变化
控制加热器端差变化可起到提高加热器运行效率的作用，加热器是汽轮机辅机的重要构件，其端差变化出现问题就会影响整个汽轮机的工作。若汽轮机辅机回热系统被破坏加热器就会增加传热端差，从而降低出水温度，降低加热器抽汽量。而抽汽量增加就会影响端差变化规律，因此需要在日常工作中加强检修维护，当发现传热面结垢现象时就说明端差变化较大，这时必须及时清理。
2.6围绕汽轮机的配汽方式进行优化
①节流配汽，原理为使进入汽轮机的所有蒸汽均需经过一个或多个同时启动/关闭的调节阀;其中，第一级为全周进汽，没有调节级。此种配汽方式的结构相对简单，且启动或改变复合时，第一级的受热十分均匀，温度变化幅度较小，产生的热应力也十分有限。但该方式的缺点在于，处于低负荷状态时，因节流而造成的损失极大。②喷嘴配汽，原理在于将第一级分为3～6个喷嘴组，各组之间具备一定的间隙，处于“隔开”状态;各自配备一个调节汽门控制装置。在蒸汽进入汽轮机的过程中，各喷嘴组依次开启，能够有效降低因节流而造成的损失。此种配汽方式的缺点在于，调节级的受热分布均匀程度不足，部分喷嘴组会因进汽而产生损失。
结语
综上所述，在电厂供电系统中，汽轮机辅机运行是否科学高效直接关系着供电的安全稳定性，为此必须加强对汽轮机辅机运行的研究，分析辅机运行现状以及存在的问题，并从优化改进的角度对汽轮机各设备进行完善优化，提高各设备的安全性能，才能确保汽轮机正常工作，进而保证电厂稳定运行，满足人们对供电持续性和安全性的要求。
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