电厂集控运行汽轮机运行优化研究

电厂集控运行汽轮机运行优化研究

苏玉涛, ,赵江  ,李鸿昌, ,祁达

内蒙古上都发电有限责任公司，内蒙古自治区锡林郭勒盟正蓝旗上都镇，027200

摘要：随着我国能源结构的优化调整，需要电厂要保持高效率的电能输出，就必须要对汽轮机的运行进行优化，不断提升汽轮机的运行状态与效率，在降低能源的基础上持续提升电厂发电量。对电厂汽轮机进行集中管控，需要细致分析汽轮机在实际运行期间存在的各类问题，针对此类问题制定出行之有效的解决方案。就目前来看，因我国电厂汽轮机的应用时间较短，实际积累经验不足，存在汽轮机适应性差、空间利用率小等问题，需积极引进集中管控技术，增强电厂汽轮机运行期间的质量及效率。

关键词：电厂；集控运行；汽轮机运行；优化对策

1.电厂集控运行汽轮机概述

        1.1电厂集控运行汽轮机的类型

        可以将电厂的集控运行汽轮机分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机这两种，其中，冲动式汽轮机主要是借助进入气道中的大量蒸汽来推动叶片旋转，蒸汽膨胀之后，就会增加叶片的转动速度，这样一来汽轮机的运行速度也会随之增加。而反动式汽轮机是大量蒸汽在气道中对叶片造成反作用，通过推动叶片旋转来带动汽轮机运行。由于气道中的蒸汽膨胀改变了气流的方向，从而对叶片的转动速度和汽轮机的运行速度产生了影响[1]。

        1.2电厂集控运行汽轮机的运行构成

        集散控制系统作为构成汽轮机的主要系统部件，其借助微处理器构成了全分布式控制系统。这种运行构成系统在很早之前就已经出现了，并且被广泛用到了工业自动化领域中。通过对集散控制系统进行划分，可以将其分为分散控制和集中管理控制这两种。其中，分散控制也就是对系统各部件的强化，能够将每个部分的重要作用充分发挥出来，从而让分散控制达到理想的效果。而集中管理控制需要将每个部分统一集中起来，以此来大幅度提升管理控制效果[2]。汽轮机集散控制系统在信息技术的快速发展下实现了更新换代，其功能也逐渐朝着自动化和智能化的方向发展，在提高了系统控制能力，同时也提升了控制的准确度，从而为汽轮机构成系统的不断创新奠定了良好的基础。

2.电厂集中管控汽轮机存在问题

　2.1汽轮机疏水系统问题

　　疏水系统是汽轮机内部重要组成部分，在实际运行期间经常会出现各类故障问题。具体来说，汽轮机疏水系统内部结构较为复杂，对综合管理、维护工作要求更高。维护工作者无法在短时间内清理复杂的疏水系统，致使内部故障问题发生。同时，疏水系统的阀门处于长期运行状态下，磨损较大，经常出现泄露情况。如果汽轮机内部水蒸气泄漏，甚至扩散到凝汽装置中，会使凝汽装置出现异常变化，汽轮机整体运行效率降低。

　　2.2汽轮机整机问题

　　在电厂汽轮机实际运行过程中，高压缸的排气量经常会超过设计值，大量热气进入到外部环境中，导致热量资源浪费严重，汽轮机运行期间的成本进一步增加，电力资源的转换效率下降。如在汽轮机密封管控不到的情况下，高压缸内的实际排气量将会明显增加，需要将更多的热量转化为机械能，使电厂运行期间的消耗量日渐增长。

　　2.3汽轮机配汽问题

　　电厂内部汽轮机在实际运行过程中，需要应用不同配汽方式。通过细致分析汽轮机实际运行荷载状态，对汽轮机配汽过程进行严格管控。当前我国电厂应用最多的配汽方式为负荷式配汽法。具体来说，相关工作人员需要采用合理顺序进行配汽。如汽轮机处于低负荷运行状态，则需要采用单阀配汽方式，从根本上提升汽轮机运行期间的资源利用率，防止汽轮机故障问题频繁出现。

　　2.4汽轮机停启问题

　　根据汽轮机实际运行经验，停启系统运行状态主要受汽轮机应变能力影响。在汽轮机正常运行状态下，转子蒸汽参数数值经常会发生明显变化。如没有对蒸汽参数进行严格管控，极容易导致汽轮机整体运行质量及效率下降，故障问题频繁出现。

　　2.5汽轮机维护管理工作问题在电厂内集中管控汽轮机设备，需要维护管理人员积极配合，不断优化汽轮机维护方案。但就目前来看，在汽轮机维护管理工作中，相关工作人员的专业技能与职业素养参差不齐，没有熟练掌握汽轮机维护管理要点，导致汽轮机实际运行期间的各类问题无法被及时发现。同时，由于电厂内部缺乏汽轮机集中维护与管理机制，导致实际运维管理工作的约束力不强，难以从根本上保障汽轮机的最后运行效率[3]。

3.电厂集控运行汽轮机运行的优化措施分析

　　3.1围绕汽轮机的配汽方式进行优化

造成汽轮机运行效率低的一个关键原因在于，运行过程中损失了大量可以避免的能耗，故对传统复合型汽轮机配汽方式进行全面梳理并优化，是一种可行性较高的方案。传统的配汽方式为：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；此外，调节级的余速基本无法利用，一旦负荷下降，高压缸内各级的温度变化存在巨大的差异[4]。

　　3.2改进启停过程

　　要想提高汽轮机的工作效率，延长汽轮机的使用寿命，就要对汽轮机的启停操作进行优化和改良。汽轮机在启动运行和停止运行的关键环节中，最突出的问题就是大量的能源消耗问题。所以优化汽轮机启停操作流程，就要从解决能源问题入手。首先在汽轮机的启动工作中，技术人员可以利用高压缸和中压缸联动运行的方式来优化。联合启动的运行方式下，保证了转子参数的合理设置，使汽轮机的暖机速度得到有效提升，从而减少不必要的电力损耗，提高启动阶段的工作效率。在优化启动操作时，我们应该注意对汽轮机的循环水和润滑油进行必要的维护，保证汽轮机运行的内部环境。其次，我们可以通过降低集控系统中的转子参数来优化汽轮机停止操作流程。在汽轮机停止过程中，汽轮机的相关运行设备将会降低运行温度，减慢运行速度。而在汽轮机降温和减速过程中，就要造成一定的能源损耗。通过转变系统参数可以直接有效的减少停止阶段的电能消耗，提升停止阶段的工作效率[5]。

　　3.3优化密封系统

　　在汽轮机运行过程中，密封水系统是保证汽轮机运行的重要工作系统，密封水系统工作的有效改良，将对汽轮机安全运行有很大的帮助，因此，需要优化给水泵的密封系统。首先就是要优化密封方式，使水泵紧急停止下密封系统良好，保证回水正常。其次，要对水泵的密封设计进行定期的检查和维护工作，从根本上解决密封不良造成的安全隐患问题。

4、结语

　　综上所述，在社会经济快速发展的时代背景下，电能给人们的日常生产生活带来了极大的便利。因此，电厂在生产电能的时候，为了能够全面提升电厂的运行效率，保障电能的充足供应，就需要有效落实汽轮机的管控工作，并且要对电厂集控运行中的汽轮机予以优化，定期开展维护作业，尽可能减少存在于汽轮机运行过程中的隐患和故障，使汽轮机处于安全稳定的运行状态，从而全面提升电力生产效率。

参考文献：
　　[1] 俞溶山. 电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J]. 现代工业经济和信息化，2020，10（8）：55 － 56.
　　[2] 孙厚志. 电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J]. 南方农机，2019，50（20）：182.
　　[3] 张文军. 电厂集控运行中汽轮机的优化技术措施研究[J]. 装备维修技术，2019（4）：192.
　  [4]薛锋.电厂集控运行中汽轮机运行优化策略分析[J].科技创新导报，2019，16(20):79+81.
       [5]薛劼.电厂集控运行汽轮机的优化措施分析[J].科技风，2019，(19):171.