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摘要：文章介绍发电厂汽轮机的原理和结构，对电厂汽轮机集控运行中出现的问题进行分析，并针对这些问题，提出了相应的电厂集控运行汽轮机运行优化对策，以供参考。
关键词：电厂集控运行；汽轮机；运行优化
1引言
我国目前火力发电的装机容量不断增加，而且汽轮机参数也在不断提高，增加了电厂运行与控制的难度。在目前火电厂中各种控制系统相关-63
技术不断发展和应用，以及各种自动化和智能化设备的推广过程中，电厂中的集控运行水平也在不断提高，这就要求对电厂汽轮机进行运行优化和调整，确保其处于最佳状态来节省资源消耗，提高电厂的发电效率，降低成本，提高经济效益，促进电力行业的健康发展。
2发电厂汽轮机与集控运行概述
在发电厂中，汽轮机是比较重要的三大主机之一，其利用冲动作用原理和反应来进行热能向机械能的转化，然后带动发电机将机械能转化为电能。其所采用的冲动原理就是锅炉系统运行中燃料燃烧之后释放出的热能通过喷嘴以及动液气道作用于汽轮机叶片上，然后推动汽轮机叶片进行转动，就是在蒸汽作用于汽轮机的叶片上时，通过气道的膨胀作用推动叶片加速和转动，而叶片旋转过程中就实现了做功。从汽轮机的运行原理就可以知道，其属于旋转机械设备，不仅功率较大而且在运行中会消耗较多的能量，所以也具有较高的热效率，这就是需要在电厂集控运行中对其运行参数进行优化来降低能耗，提高运行效率。
3汽轮机出现的问题
3.1汽轮机的启停中的问题
汽轮机在启停时会引起转子应力的变化，这主要是由于汽轮机运行中转子处于高速旋转状态，其表面的蒸汽参数会出现变化而导致转子内部的温度场处于不稳定的状态，加之由于转子需要长时间都在此高温和高压的状态下进行运转，如果上述参数变化情况没有及时处理，就会导致在启停过程中出现较大的损耗而导致汽轮机运行效率的下降。
3.2汽轮机组的能量耗损问题
此问题就是在电厂正常运行中，汽轮机需要将热能转化为机械能，而且在此过程中的运行较为复杂需要相互之间的紧密配合，其中容易导致出现能量耗损的部位就是汽阀，而且汽轮机中的汽阀有单阀调节和顺序调节两种方式，前者是直接控制汽轮机的蒸汽参数，而后者则是使用喷嘴来对蒸汽阀门的开关进行控制，所以就容易由于汽阀压力过大、喷嘴室和外缸发生变形、密封性出现问题等而造成汽轮机组的能量耗损较大。
3.3密封水系统问题
在电厂汽轮机的汽动给水泵系统中，其密封所用的方式为迷宫密封形式，就是对间隙进行控制来对轴端进行密封防止出现泄漏问题，此种密封设计形式在给水泵出现紧急停机的状态下会导致出现密封水回水不畅的问题，因而导致小机油箱中会有水进入，这就会到给水泵的经济和安全运行造成影响。
3.4其他问题
除了上述问题以外，汽轮机运行中还容易出现以下问题：首先就是振动故障。不仅是在发电机转子高速旋转中由于轴承油膜的荷载过大而影响其初始稳定性从而产生振动，而且在长时间的运行过程中也会由于旋转部分的高速旋转而产生温度升高等问题，这也可能导致零部件热弯曲而出现振动故障。其次就是弯曲形变问题。不仅在汽轮机冷态启机定速之后容易出现热弯曲，而且转子工作温度和蒸汽参数异常也容易导致热弯曲，甚至旋转部分在长时间高速旋转中也会产生应力并导致弯曲变形问题的发生。最后就是水环真空泵过载问题。不仅是由于其在长期使用和磨损下出现故障，而且凝汽器真空抽气设备出现故障而漏气也会导致此问题。
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4汽轮机问题解决优化的对策
4.1汽轮机配汽方式优化
在汽轮机集控运行中如果采用传统的复合型配汽方式，就容易出现运行中在负荷的作用下而导致发生突变并引起热损增加的问题，所以在对汽轮机运行优化的过程中，就需要针对以上问题进行针对性的调节优化，所采用的主要的调节优化方式就是将汽轮机的传统阀门调节方式进行调整，调整为单阀式-顺序阀式-单阀式的“三阀式”调节方式，此种调节方式可以对传统的配汽方式进行改变，并对负荷作用起到优化作用，但是需要在此调节过程中对调节级的强度进行认真校核。在此中调节方式下，如果汽轮机出现负荷突变的情况也会消耗较少的能量，并且可以通过系统负荷的分担来提高效率。此外，还需要对滑压运行曲线进行优化调节，就是在传统的流通能力的基础上采用新的配汽方式进行优化，从而提高其流通能力，并且对负荷运行方式进行改变，且能实现在此改变过程中的能耗降低以及效率的提高。
4.2汽轮机启停过程优化
4.2.1汽轮机启动过程优化
针对采用高中压缸联合启动方式的汽轮机组来说，通常需要先对锅炉进行点火和暖管，然后对冲动转子进行升速来实现暖机，最后再并列接带负荷。针对整个启动过程的优化就是在点火之前对凝汽器通循环水以及对润滑油系统进行检查，对盘车进行启动来确保其连续运转，在上述准备工作完成之后再进行锅炉点火。之后对汽轮机进行抽真空和送轴封的操作，在锅炉升温升压之后对旁路进行及时开启。为了实现高压缸排汽温度的降低，需要对启动时再热蒸汽压力进行控制，将其控制在0.5MPa以下并确保高压缸排汽逆止门处于打开状态来实现其通流量的增加，避免出现其排汽温度升高的问题。
4.2.2汽轮机停机过程优化
汽轮机停机的过程就是其各个部件逐渐停转，进汽量也逐渐减少，并最终将主汽门关闭、各个零部件的温度将为零的过程。汽轮机的停机通常有滑参数停机和额定参数停机两种，对于前者来说可以对汽轮机的运行效率进行提高，并可以利用停机时的汽轮机运转来进行预热发电，提高资源的利用效率，并且还能够实现对汽轮机中各个部件的温度降低，便于在停机阶段开展各项检修工作。
4.3汽轮机辅机优化
4.3.1给水泵的优化
针对传统的给水泵采用定速给水而导致在汽轮机低负荷运行时阀门节流损失过大的问题，在对其进行优化时可以进行变速给水泵的优化，就是根据汽轮机的具体运行情况对其变动速度和平移泵的曲线进行设计，从而实现无需通过对调节阀调节水的流量进行调节而实现变速自动控制水流，这样就可以减少汽轮机在低负荷状态下的能量损耗而起到节能作用。
4.3.2轴封体系的优化
在目前的汽轮机运行中，由于轴封系统而造成的汽轮机能耗损失大概占到其内部的1/3左右，所以也具有较大的能耗损失改进空间。通过对轴封系统的优化来提高其密封性，可以减少蒸汽的泄漏量以及化学水的补充量，还可以防止高能位的工作介质向低能位进行流动和传输，造成能量的损失，从而可以起到提高汽轮机运行效率的目的来改善电厂运行的经济性。
4.4其他优化方法
针对水环真空泵的问题，不仅需要对凝汽器内部真空进行优化，而且需要对电厂的热力循环功率进行改进。此外，还要对汽轮机组的压力参数进行改善，分析和改善汽轮机的机组负荷、循环水温度、流量的背压参数值等，通过汽轮机背压优化方案来实现对汽轮机的优化。
5结语
在全球资源紧缺和环境恶化的背景下，我国针对火电厂也提出了节能降耗的发展战略。而针对火电厂来说，就首先需要从汽轮机运行方式进行优化，针对其运行中存在的启停问题、能量耗损问题以及密封水系统问题，采取相应的措施对汽轮机配汽方式、启停、辅机等进行优化，确保汽轮机始终处于最佳的运行状态来满足节能降耗的要求，促进电厂运行经济效益和社会效益的提升。
参考文献：
[1] 尚余鹏. 浅谈电厂集控运行汽轮机运行的优化措施[J]. 南方农机, 2018.
[2] 王强. 探讨电厂集控运行中汽轮机运行优化策略[J]. 环球市场, 2017(11).
[3] 金必昌. 探讨电厂集控运行中汽轮机运行优化策略[J]. 科技展望, 2017(5).
论文作者:徐建筑
论文发表刊物:《科技新时代》2019年1期
论文发表时间:2019/3/20
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