摘要：随着我国工业化和城市化进程不断加快，社会对电能的需求也显着增加，为了保证社会日益扩大的用电需求，在合理区间内扩大电厂数量和电厂规模的同时，更要保障现有电厂的稳定高效运行。在电厂集控运行中，汽轮机作为核心部件，其运行的安全性、稳定性和工作效率，会对电厂的发电效率和实际效益产生较大影响。在实际生产中，为避免发生影响汽轮机安全性和工作效率的问题，必须持续对电厂集控运行汽轮机开展优化工作，使汽轮机能够长期安全高效运行，保障电厂的发电效率和经营效益，进而满足社会对电能的需求。
关键词：电厂集控运行；汽轮机运行；优化策略
1电厂汽轮机概述
汽轮机是一种表面设有大量叶片结构的旋转式蒸汽动力装置，该装置主要将蒸汽的热能转化为机械能，从而驱动发电机进行发电。具体过程为：锅炉将其内部的水加热后变为水蒸气，由于液体向气体转化的过程中体积快速膨胀，因此蒸汽沿管路加速进入汽轮机，并从一定角度的喷嘴中快速喷向汽轮机叶片，推动汽轮机叶片旋转，从而实现了热能到旋转机械能的转化。汽轮机的工作原理直接决定了它的特点和存在的问题，即该设备具备单机功率大、热效率高的特点，但同时也存在能耗损失较大、易发生机械故障等问题。因此，针对电厂汽轮机运行优化的研究，对于提升电厂发电效率和经营效益以及降低发电能耗具有重要意义。
2 汽轮机的组织结构特点
除了根据工作原理可以把汽轮机分成冲动式汽轮机和反动式汽轮机以外, 还可以根据结构把汽轮机分为单级汽轮机和多级汽轮机;根据热力特性也可以将汽轮机划分为凝汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机等。在实际生活中, 火电厂中应用最广的就是凝汽式汽轮机。凝汽式汽轮机包括凝汽器、凝结水泵、循环水泵以及抽气器, 这些凝器设备是汽轮机运行的辅助设备。在凝气设备中, 排汽遇冷凝结为水, 使得体积骤减, 原来空气充斥的密闭空间成为真空状态, 气压降低, 蒸汽的理想焓降增加, 装置的热效率得到相对的提升。凝汽式汽轮机的排气压力对运行效果也有影响, 冷却水的进水温度和冷却倍率都会影响排气压力。冷却倍率高, 就能够获得较高的真空度, 但是也会使得循环水泵的功耗和设备资金增加。
在上个世纪五六十年代, 汽轮机开始在电厂投入使用, 并且取得了不错的成果和效益。但是随着社会的进步和发展, 我国的能源结构也在不断地调整, 之前的汽轮机不能满足发电厂运行需要。而且在当前我国的发电厂中, 汽轮机运行机组老化问题并不少见, 工作人员应该对汽轮机进行及时的检修、诊断故障, 应对设备的突发情况, 及时规避安全问题和隐患。
3目前汽轮机出现的问题
3.1 汽轮机的配汽方式问题
目前汽轮机的主要配汽方式是复合型配汽方式。在汽轮机工作的过程中, 不同的阶段需要不同的方式来运行汽轮机。在汽轮机的启动阶段或者是低负荷阶段, 只需要通过单阀的方式来使汽轮机运行, 但是低负荷阶段的运作效率不高, 也会造成耗能损失严重。在高负荷阶段, 可以通过顺序阀的方式让汽轮机运行, 它的运行效率也比较高。
3.2汽轮机的启停问题
汽轮机的启停就是转子应力的变化。汽轮机在正常运行的阶段，转子表面蒸汽参数会发生上升与下降的变化，此时转子内部便处于动荡的温度场，转子便需要在高温高压下长期工作。但是如果参数处理的不恰当，启停过程便会造成较大的损耗，影响汽轮机的工作效率，缩短汽轮机的使用寿命。
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3.3 密封水系统的问题
通常来说, 汽轮机汽动给水泵轴端密封采用的都是迷宫密封, 这种密封设计在汽动给水泵紧急停机的情况下, 会经常发生密封水回水不畅的状况, 使得小机油箱中进水, 对汽动给水泵的正常运行造成极大的安全隐患。
4电厂汽轮机优化措施
4.1 汽轮机运行过程中的优化措施
在汽轮机的运行过程中需要依据实际负荷的变化来对汽轮机采用定-滑-定的运行方式进行及时调整。在发电负荷不同的情况下采用不同的汽轮机运行方式。高电荷采用能够改变通流面积的喷嘴调节，低电荷采用能确保锅炉机组正常运行的定压调节。
4.2 汽轮机停机过程优化
汽轮机停机的过程中，各部件的工作都在陆续归零，进汽量在一步步减小到零，主汽门也将被关闭，汽缸等各个零部件的温度都逐渐冷却。依据进汽参数的不同，汽轮机停机分为两种，滑参数停机和额定参数停机。采用滑参数停机方式，一方面可以提高汽轮机运行效率，能够有效地利用锅炉机组的预热进行发电，减少热量的浪费。同时也能够对汽轮机各部件进行有效的降温，对设备的检修非常有利。
4.3优化给水泵
以往都是通过定速给水的方式来运行给水泵，但是这种方式存在着明显的缺陷，因为会造成很大的节流损失。要优化给水泵，就要求技术人员依照变动的速度和平移泵的曲线来设计，相比于定速的给水泵，变速的给水泵能够解决许多问题，比如说调节阀控制水流量的问题，变速自动控制水流的调节方式可以有效的缓解发电汽轮机在低负荷状态下能源损耗的状况，这样不仅起到了节能效果而且还能提高电厂的发电效率，提高经济收益。
4.4汽机保温材料的升级
汽机本体及高压蒸汽管道的保温材料品质和拼装工艺不仅仅关系着现场作业人员的人身安全，更是在汽机节能方面发挥着不可或缺的重要作用，随着科技的发展，保温材料的隔热性能也在逐渐增强，汽机良好的保温使得汽机在环境中的散热减少从而间接的提高了汽机工作效率，也就是说，减少了热能的损失就是实现节能的一种手段。
4.5保证高压加热器运行时的水位
高压加热器的水位对回热系统运行的经济性和电站等多种设备的安全运行起着直接决定的作用。在汽轮机运行时必须要保证高压加热器运行处于最佳的状态。对此，需要定期对加热器的换热管道进行清理来保证液位的精准，并且防止管道发生泄漏。如果存在漏点，要及时通知维修人员对其修补，来保证水位处于最佳的状态。
结论
当前我国的能源紧缺，在这样的大背景下，我国电力行业应该加快对汽轮机运行效率的提高，通过对汽轮机的配汽方式、汽轮机的启停、汽轮机辅机等方面进行优化处理，使得汽轮机能够在良好的状态下工作，有效的实现经济化与效益化，使得资源得到充分的利用。
参考文献
[1] 欧俊师.电厂汽轮机冷端系统运行优化[J].低碳世界，2017（14）：105-106.
[2] 刘勇.关于热电厂汽轮机运行节能降耗的分析[J].石河子科技.2017（01）：42-43.
论文作者:王太伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
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