摘要：随着用电户的增多，电厂规模的扩大，电网结构的优化调整，汽轮机作为电厂的重要设备之一，其运行过程也因电网调整等变得复杂。而且目前我国的资源有限，人口众多，各方面的用电率也在不断的上升，节能显得非常的重要。所以对汽轮机各方面进行优化处理显得非常必要。通过优化汽轮机运行，可以节省资源，提高电厂的社会经济效益，在一定程度上对国家的发展做出贡献。
关键词：电厂集控运行；汽轮机运行；优化策略
引言
我国的能源结构是煤多油少，电力资源的主要供应是火电厂。近些年来，火电厂不断地进行技术革新和设备改进，引进了许多新型的火力发电技术和设备，这使我国电厂建设取得了很大的进步，提升了一个层次。为了满足人们生产生活的需要，电力行业也加大了改革力度，对全国各地的电网结构进行了升级和优化，在这个过程中，如何提高电厂生产效率，电厂的设备装置是关键，其中汽轮机的革新和优化是主要环节。目前，我国的电厂普遍存在汽轮机问题，这些问题不仅使发电厂的设备运行状态差，电厂的生产效率低，还会威胁到电厂的安全问题。因此通过优化汽轮机的运行，提高发电效率，减少能源浪费，为社会的发展和进步提供保障与支持。
1关于发电厂汽轮机的概述
1.1汽轮机的定义及构成
汽轮机是电厂运行工作的关键设备，对电厂的工作运行具有很大的影响。汽轮机是一种以冲动作用为原理，将热能转化为机械能的旋转机械。从结构上看，主要包括两部分，转动部分和静止部分。转动部分是由主轴、叶轮、联轴器以及动叶片组成；静止部分是由隔板、气缸、进气部分、轴承、汽封组成。这两部分是让汽轮机工作运行的关键，对汽轮机的运行发挥着重要作用。
1.2汽轮机的工作原理
汽轮机的工作运行主要有两个原理。1）冲动原理。所谓冲动原理，就是通过蒸汽喷嘴中的蒸汽经过动叶气道时改变方向，使其作用于汽轮机叶片，让叶轮转动，进而让热能转化成机械动能。而发动原理则是汽轮机中的蒸汽作用于汽轮机叶片，形成气道内膨胀并且不断地加速叶片转动，使得叶片旋转做功。2）反动作用原理。汽轮机在运行工作的过程中，气道内蒸汽会加速膨胀，强大的气流对动叶片产生强大的反动力，进而推动叶轮做出机械功。在冲动原理的作用下，动叶气道内的气流主要是发生方向上的改变，不会出现膨胀加速的情况；但是在反动作用原理下气流既会发生方向上的改变也会进行膨胀加速。汽轮机根据它本身的工作原理将热能转化为机械能，在整个工作运行中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀、降低压力，增加速度。
1.3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。
2电厂集控运行中汽轮机运行优化策略
2.1水泵的优化
电动给水泵的作用是在汽轮机组中依靠一定的速度提供运行的装置，利用的调节锅炉给水的阀门实现的。电动给水泵的运行方式存在着明显的缺陷，水泵的阀门在低负荷的运行过程中，会带来很严重的节流损失，使得整体的汽轮机组的效率下降，因此需要对水泵进行优化处理。主要的优化方式是通过变动转速的方式取代传统的锅炉给水调节的方式，利用此种方式的水泵运行效率将明显高于给水泵，主要表现在积水的流量将无需通过阀门来进行调节，实现了全面的自动化。同时当汽轮机组处在低负荷的运行状态下，也不会有过多的节流损失，完美的遵循了节能的理念，提升了水泵组的经济性与节能性。
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2.2回热加热器的优化
对于汽轮机组而言，回热加热器有着重要的作用，旧系统中的回热加热器效率普遍较低，与新系统中的效率相差较大。汽轮机组的不同抽汽的差别是很大的，抽汽的压力越高，则所需要消耗的功率就越大，其的能量级相应的也会提高。汽轮机组中主要利用了回热加热器，让汽轮机在这方面的功率使用上得到了加强，减少了无用功的增加。优化后的回热加热器将会更加的适用于新系统，能够让汽轮机处在更加良好的状态下运行，并将其他部件的个体差异控制在较为合理的范围之内。
2.3循环水泵的优化处理
汽轮机组中的凝汽器有着几方面的特性，比如清洁度需要保持一定的数值，冷却面积固定，并需要具有极高的严密性。凝汽器的压力获取往往会在某一个特定的负荷条件下，与循环水的温度和流量存在着某种非线性的关系，如果循环水温度发生改变，所导致的结果是流量出现偏差，这对于循环水泵而言有着重要的作用。因此为了能够找到温度变化的合理区间，需要对循环水泵进行优化实验，将循环水泵与叶片的角度进行一定程度的调整，接着通过对循环水泵功耗与流量的测试，准确的找出其中的非线性关系，以此为根据实现循环水泵的最佳优化配置。
2.4提高锅炉的给水温度
工程热力学告诉我们，在发电厂的热力循环过程中，提高循环效率的关键是提高循环的初参数。所以因锅炉与汽轮机共同构成了热力循环系统，所以看似与汽轮机运行没有多大作用的给水温度却发挥着重要的作用。要提高给水温度，我们就要对高压加热系统进行调整。
2.4.1加强高压加热器的运行为维护
在汽轮机的正常运行前应该相对高压加热器设备进行检查，一切正常后开始运行。运行过程中也应该注意高压加热器的正常工作。如果高压加热器出现故障，会使得给水温度下降，导致热力散失，影响耗能，所以，要保证高压加热器随时处于正常的状态，一旦发现问题，通知维修人员对其进行维护。
2.4.2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。
2.5确定汽轮机运行的背压
背压是排气压力的俗称，是汽轮机运行中重要的参数。背压如果出现细微的变化，将会直接引起汽轮机其他运行参数的变化，进而对汽轮机热能损耗，处理效率产生重大的影响，对火力发电厂机组的原料消耗发生决定性作用。实现汽轮机的优化运行要考虑背压这一重要参数，要加强对汽轮机负荷情况、汽轮机水循环系统、温度、流量的调整和监测，通过及时调节优化汽轮机背压的强度和大小，使背压处于精确的范围和稳定的状态，进而提升汽轮机的净出力水平，达到优化汽轮机运行的目标。在汽轮机运行实际过程中，应该以负荷波动作为前提条件，比较汽轮机净出力变化的数据，控制水循环的流量和温度，调整汽轮机冷凝器背压值，增加汽轮机的输出功率，实现汽轮机优化、高效、稳定运行。
2.6定期清理高压管道
优化锅炉的大小和燃料的质量与充足量对于水温调节优化是必不可少的，当水温不高时，必然需要充足的燃料来进行加热，而这就造成了大量的浓烟排放，热量也流失。所以对高压管道进行定期清理，可以有效的提高热传递的效率，降低热能的损失，实现节能。
结语
当前，我国经济的发展对能源的需求量非常大，我国的电力行业也应该不断地提高自身的发电能力和发电效率。各个电厂应该通过对汽轮机配汽方式，汽轮机的启停，汽轮机辅机等方面进行优化处理和技术革新，让汽轮机可以高效的运行。这样不仅能够延长汽轮机的使用寿命，减少安全隐患，还可以提高发电效率，提高电厂的经济效益，缓和我国电力资源供需紧张的矛盾，对社会的经济发展和人们的生产生活提供有利的支持和保障。
参考文献：
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[3]胡雨双.火力发电厂汽轮机的优化运行思考[J].黑龙江科学，2016（06）.
论文作者:甘金村
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：汽轮机论文; 加热器论文; 电厂论文; 水泵论文; 高压论文; 设备论文; 叶片论文; 《电力设备》2018年第31期论文;