电厂集控运行汽轮机运行优化措施研究

电厂集控运行汽轮机运行优化措施研究

任伟斌

华能平凉发电有限责任公司  甘肃省平凉市  744000

摘要:随着我国社会的不断发展，人们对电力资源的需求量越来越大，这给火电厂也带来了不小的压力，因此需要对电厂的集控运行过程进行全面分析，并且采取设备改进和技术革新措施，可以通过引入先进的发电设备和发电技术，提高电厂的发展速度。基于此，本文则通过分析电厂集控运行汽轮机运行的原理以及结构特点，明确汽轮机运行存在的问题及相应的优化措施。

关键词:电厂 集控运行 汽轮机 优化措施

引言

当前我国用电用户在不断增多，需要不断提升电厂的运行效率，以便为国民提供更多稳定安全的电力能源。汽轮机作为电厂的主要生产设备之一，在电厂生产过程中占有非常重要的地位，因此需要对汽轮机的运行过程进行全面优化，不仅要实现节能的目的，还应该增加供电的稳定性，使电厂获得更多经济效益。

一、汽轮机工作原理及结构特点分析

1.汽轮机工作原理分析

通过对电厂集控运行状态下汽轮机的运行过程进行全面分析，发现其工作原理主要包含以下两点。第一是冲动原理，利用蒸汽喷嘴发出的蒸汽可以改变汽轮机的运行方向，进而使叶轮转动，同时在蒸汽作用过程中还可以将热能转化为机械能，其主要发动原理是通过将蒸汽作用于汽轮机的叶片结构，进而使汽轮机气道内部不断膨胀，通过增加蒸汽数量和蒸汽的动力，进而加速叶片的转动速度，使叶片在旋转过程中实现做功。第二是反动作用原理，汽轮机在实际运行过程中，气道内部的蒸汽会不断的加速膨胀，进而产生较为强大的气流，气流同样会对汽轮机的叶片产生一定的作用力，在强大反动力的作用下，使叶轮发生转动，进而做出机械功。利用冲动原理，汽轮机动叶气道内的气流方向会发生改变，但是不会加速膨胀。而在反动作用原理下，气流的方向不仅会发生改变，其内部的蒸汽也会加速膨胀，汽轮机自身的工作原理是能够将蒸汽的热能逐渐转化为叶片运行过程中的机械能。

2.汽轮机结构特点分析

按照组成结构特点，可以将汽轮机分为多级汽轮机以及单级汽轮机，同时按照热力特性的不同，也可以将汽轮机分为不同的种类，其主要包含了背压式汽轮机、供热式汽轮机以及凝汽式汽轮机，在实际应用过程中，电厂中广泛使用的为凝汽式汽轮机。此种类型的汽轮机设备主要包含了抽气器，循环水泵，凝结水泵以及凝汽器等。这些设备均能够辅助汽轮机完成运行过程，在凝气设备使用的过程中，排放的水蒸气遇冷会凝结为水滴，进而使水蒸气的体积逐渐减小，保证原有的密闭空间可以形成真空状态，通过气压的不断降低，可以使整个装置的热效率相对提升。汽轮机在投入到电厂使用后，取得了良好的应用效果，不仅提升了电厂的经济效益，也促进了我国能源结构的不断调整和转变。但是由于在长时间发电和运行过程中，汽轮机组经常会出现老化问题，因此需要不断的进行故障的诊断和检修，避免出现安全隐患和危险事故。

二、汽轮机运行存在的问题分析

通过对当前汽轮机运行过程进行全面分析，发现其存在的问题相对较多，主要体现在以下几点。首先汽轮机在运行过程中配汽方式存在一定的问题，当前电厂中所使用的配汽方式主要为复合型配汽方式。在不同发电阶段内，通过使用不同的方式推动汽轮机完成运行过程，当汽轮机在前期启动阶段以及后期的低负荷运行阶段时，只需要利用单阀的方式推动汽轮机运行即可，但是由于在低负荷运行状态时，其整体的运行效率相对较低，所以会增加能源消耗量，而在高负荷运行阶段时，需要通过顺序阀的方式推动汽轮机完成运行过程，其整体的运行效率相对较高，所以需要根据汽轮机的不同运行状态，对配汽方式进行合理调整。

其次汽轮机在运行过程中还存在一定的启停问题，汽轮机的启停效率和转子的应变能力具有密切关系，在正常运行过程中，转子的蒸汽参数会在一定变化范围内浮动，当转子内部处于动态的温度场时，将会导致转子长期处于高温和高压的状态下工作，如果所设置的参数不合理，将会导致汽轮机的启动和停止过程产生较多的能量损耗，这样不仅会降低汽轮机的整体工作效率，还会缩短汽轮机设备的使用寿命，给电厂造成较大的经济损失。因此相关技术人员必须要高度关注汽轮机的启停问题，确保其启动和停止过程能够更加稳定，减少能源消耗量。

最后汽轮机在运行过程中还存在一定的机组能力问题，目前常见的汽轮机气阀主要为顺序阀调节和单阀调节，单阀调节通过控制蒸汽参数进行调节，顺序阀调节则需要对汽轮机的喷嘴进行全面控制，在汽轮机实际运行过程中，两种调节方式都需要保证气阀的压力相对较小，如果气阀压力过大，将会导致汽轮机的外缸变形或者喷嘴变形，同时还会导致汽轮机内部密封性能下降，使机组的整体耗能不断增大。针对以上问题，必须要采取合理的优化措施，解决汽轮机在运行过程中存在的问题。

三、汽轮机运行优化措施分析

1.对配汽方式进行全面优化

对现阶段汽轮机运行过程中配汽方式存在的问题，必须要采取针对性的解决措施。在传统配汽的过程中主要使用了复合型配汽方式，这种配汽方式需要保证在数值固定的负荷下实现理想的运行和控制，如果汽轮机的整体运行负载相对较高，将会导致能耗不断增加，所以需要对其配汽方式进行优化。一般应该采用三阀式的控制方式降低对负荷的要求，确保在低负荷运行的状态下也能够完成汽轮机的运行过程。通过降低对负荷控制的要求，可以有效的减少能量的损耗，同时还可以提升汽轮机相关能源的转化效率，进而实现节能的目的。

2.合理控制汽轮机启停过程

当前在我国发电厂中汽轮机的启停方式一般会采用高中压缸联合配动的方式，但是这种方式在实际运行过程中，经常会因为高压缸的整体排气温度相对较高，进而产生较多的能量损失。为了有效的降低能量损失，并且改善汽轮机启停过程中产生的能量损耗问题，需要对高压缸的排气温度进行全面控制，通过不断降低其排气温度，确保在启停过程中可以更加安全稳定。在汽轮机启停过程中，可以事先对蒸汽的预定压力进行全面控制，通过降低预定压力或者及时打开高压缸的排汽逆止门等方式，增加蒸汽的流通量，进而使温度的上升速度和上升幅度不断降低。汽轮机启停过程不仅会造成能量的损耗，还会导致汽轮机的寿命缩短，因此需要对启停过程进行全面分析，通过不断优化此过程，确保汽轮机能够为电厂获得更多经济收益。

3.维护与管理汽轮机组

为了提高汽轮机使用寿命，降低能源损耗量，需要对汽轮机组进行全面的维护和管理，要在汽轮机启动运行之前对各个零部件进行全面检测，排查其是否存在安全隐患，加大安全检查力度。尤其是对于高压设备部分要进行仔细的检查，及时清理高压管道内部的杂物，确保管道具有较好的传热效率，避免出现不必要的能源浪费问题。同时要根据电厂的实际发电需求，对汽轮机组的压力参数以及压力装置等进行全面调节，确保各参数的应用合理性。

结束语

综上所述，通过对电厂集控运行汽轮机运行过程进行全面分析发现，在实际运行过程中还存在一定的问题。因此需要不断加大对配汽方式、启停过程以及汽轮机组的管理和优化力度，确保汽轮机的使用寿命得到显著延长。同时要根据汽轮机的工作原理和结构特点，对其进行全面维护与管理。

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