摘要：火力发电厂作为能源转化的主要基地之一，当中涵盖了大量的系统和设备，并且每一项设备、每一个系统均会对火力发电厂的整体经济效益起到不同程度的影响。在众多设备当中，汽轮机是火电机组不可或缺的关键部件之一，它对火电厂运作的经济性、稳定性、安全性等发挥着不可替代的作用。该作笔者主要对火力发电厂汽轮机的基本特征及其作业原理、国内火力发电厂汽轮机运行的基本状况、今后火力发电厂汽轮机运行的优化策略等问题展开了探究，旨在努力推动火力发电厂汽轮机的优化运行进程，进一步提升火力发电厂运行的经济性和稳定性等，最终实现其可持续发展。
关键词：火力发电厂、汽轮机、优化运行
近年来，国内的经济发展水平迅速提升，增长速度惊人，由此带来的社会电力需求也迅速增加。从总体出发，国内的电力结构一直处于不断的变化之中，电网负荷白昼与黑夜二者间的差值也逐渐加大。这对于火力发电厂中汽轮机组的运作时间具有显著的影响，我们需要令它和电网调峰相互适应。然而，现阶段国内各发电厂所使用的汽轮机组基本上都是大容量的，它们的设计理念为基本负荷，如此一来便造成了当前运行过程中启停频发、变负荷等情况的出现。所以说，各火力发电厂要想更好地确保汽轮机组运行的安全性和稳定性，实现节能增效的目标，就必须对汽轮机的优化运行问题进行更深入的研究。
一、火力发电厂汽轮机的基本概述
（一）汽轮机的主要特征剖析
在火力发电厂当中，蒸汽是汽轮机的根本工质，其所产生的机械能是由热能转化而来的。因此，发电机发电过程中的机械能均来自蒸汽。下面我们对汽轮机的基本特征进行简单的阐述：首先，汽轮机的单机功率非常大，这是因为汽轮机本质上属于回旋的范围，能够持续不断地进行作业；其次，汽轮机拥有很高的热效率，特别是凝气式汽轮机和供热机组，两者的总体热效率分别达到了40%以及80%；再次，汽轮机拥有极强的热经济性，它可以利用各类廉价材质；另外，汽轮机组能够安全、稳定的运作，不容易出现事故。为进一步提升汽轮机的使用效率，在正常情况下需要每隔三年完成一次大修。
（二）汽轮机的基本作业原理
众所周知，汽轮机作为旋转机械之一，其主要依靠蒸汽产生的热能来进行作功，因此，它的基本作业原理为把热能转化为机械能。具体而言，主要包含了冲动作用原理以及反动作用原理这两大原理。下面我们就具体对这两个原理进行研究：
首先，冲动作用原理。在汽轮机当中，蒸汽由喷嘴里释放出来，在流经动叶汽道的过程中，蒸汽会迅速转变它的流动方向，同时对叶片作出冲动，令叶轮开始转动，进而产生机械功。其次，反动作用原理。在汽轮机当中，蒸汽流动到动叶片，形成汽道内膨胀，同时持续加速令汽流对动叶片产生反动力，从而令叶轮转动，形成机械功。冲动作用原理的基本特点为蒸汽在动叶汽道里仅仅变化方向而不加速；反动作用原理的基本特点则为蒸汽在动叶汽道内部除了变换流动方向外，还会持续提高流动速率。
二、现阶段国内火力发电厂汽轮机运行的基本状况研究
直至上世纪五六十年代，中国才开始正式运用火力发电厂汽轮机。尽管短时间内我国的各汽轮机厂均陆续研制出了燃气轮机，然而，因为我国后期对能源结构的不断调整，再加上对天然气投入的确实，大大增加了燃气轮机的研制费用。直到最近几年，我国才逐渐对能源战略作出了整改，这使得燃气轮机的研发工作重新起步，并且在较短的时间里以较快的速度发展。与此同时，我国还借助市场换技术的手段实现了汽轮机的国产化。近年来，不少火力发电厂的运行机组都逐渐呈现出老化的态势，在此情势下，为提升机械的精密把脉率，强化状态监控，各火力发电厂应当借助绩效控制系统对各机组展开检修作业，目的是防范各类由于机械故障引发的事故，切忌令汽轮机组“带病作业”，还需要尽早解决可能出现的各类安全隐患，进一步确保火力发电厂汽轮机组的安全、平稳运作。
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三、火力发电厂汽轮机运行的优化措施研究
（一）背压的优化
如若汽轮机的背压出现异常情况，就会立刻对汽轮机组的诸多参数造成不利影响，特别是热损耗和机组出力，并且也会在某种意义上对机组的煤耗量产生影响。考虑到背压参数值通常是由机组负荷、循环水温度以及流量所三方面要素共同决定的，因此要想令背压值提高与循环水泵耗能上升之间的关联更为清晰，我们可以使用机组净出力法展开优化实验。具体过程为：在各负荷值下，改变凝汽器的背压值，同时对增加的功率进行测量，紧接着以当前循环水泵耗能状况为前提，获取到最优的汽轮机背压值。
（二）给水泵的优化
一般而言，给水泵通常依赖于调节锅炉给水的阀门。此方法确实存在较大的缺陷，也就是在机组向低负荷运作的时候，阀门会造成一定的节流损失。所以说，我们必须对变速给水泵进行不断的完善与优化。最根本的实现途径即为经由变动转速和平移泵的曲线，选取此方式的水泵显然优于速给水泵。它的优点在于积水流量不用借助给水调节阀改变，特别是运行到低负荷的时候，能够取得显著的节能效果。同时，借助此手段还可以有效改善气动泵组运行的经济性能。
（三）循环水泵匹配模式的优化
汽轮机凝汽器在冷却面积、严密性和清洁度等方面均需要特定。在某一负荷状态下，凝汽器压力的取得和循环水温度、流量等有着密切的关联。若循环水温度不同，则其流量也必然会存在一定的差异，对循环水泵的运作同样会有着一定的影响。因此，在进行优化实验前，需要把循环水泵和叶片角度作出调整，然后对循环水泵的流量和能耗进行检测，最终达到循环水泵最优配置的目的。
（四）回热加热器的优化
从能级角度出发，汽轮机各级抽汽均存在差异，抽汽压力值越大，则此级抽汽返回汽轮机时所作的功越多，与之相对应的，其能级就会越高。汽轮机可以借助其回热系统提升汽油机内作功的有效性。经过优化之后的系统可以令汽轮机更高效地运作，同时把它可能具有的个体差控制在一个合理的范围之内。
（五）凝汽器真空抽气系统的优化
凝汽器真空抽气系统是整个火电机组当中至关重要的构成部分之一，其在很大程度上影响机组的运作情况。在原系统中常常出现设备故障问题，若真空系统漏出大量气体，便会导致水环真空泵超负荷，进而破坏机组。所以，有效提升机组的运动特性必须通过凝汽器内部的真空得以实现。系统得到优化后，拥有多方面的优势，比如说热力循环效率的提升等。
结束语
总而言之，我国的能源需求量较大，且仍旧在迅速增长。借助高效能源发电始终是有待电力行业解决的问题。国内通常都是借助火力进行发电，存在着严重的浪费现象。鉴于此，我们需要深入持续地完善及优化发电形式，提升资能源利用率，实现节能减排的目标。本文对火力发电厂汽轮机的优化运行问题作出了全面、详细的解读，旨在提升火力发电厂的运行效率，推动社会经济的发展。
参考文献
[1]周林林.论火力发电厂汽轮机的优化运行[J].科技专论,2014.
[2]李奎章.论火力发电厂汽轮机的优化运行[J].科学技术创新,2017.
[3]郝广文.论火力发电厂汽轮机的优化运行[J].科技创新,2016.
作者简介
原志国（1969.05-）男，汉族，河南林州人，本科学历，工程师，研究方向：热能动力。
论文作者:原志国
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
标签：汽轮机论文; 火力发电厂论文; 机组论文; 汽轮论文; 凝汽器论文; 原理论文; 水泵论文; 《电力设备》2019年第15期论文;