集控运行汽轮机运行优化措施探究

集控运行汽轮机运行优化措施探究

夏明远

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 托克托010000）

摘 要：分析集控汽轮机组的优化措施，要以汽轮机组“运转效率”、“故障率”作为两大指标，实现量化分析。汽轮机是电厂核心，运行效率与电厂发电效率、实际经济收益之间有高比重。必须结合汽轮机运行出现的各项问题，实现针对性分析，提出改进措施，为发电厂效率以及运营效益提供保障。汽轮机关联着电厂的电能以及稳定性能，电厂运行时加强对于汽轮机的运行工况监视和检修维护，对电能稳定生产、电力企业实际收益保障具有重大意义。同时，也对汽轮机的后续技术改造、检修维护有参考标准。

关键词：集控运行；汽轮机；优化措施；研究分析；

随着电网结构的调整，电场的调峰能力也要求得到对应提升。但整体的运行流程较为复杂，因此为了简化其运行复杂度，保障电厂发电效率以及后续相应设备的维护便捷性，使用复合型配汽方法可发挥其高承载力优势。其劣势为节流损失较大，因此汽轮机的运行优化标准是要满足其节能性、经济性的要求。汽轮机在启动时，正常的工作流程是开大气阀，使汽轮机内部蒸汽流量变大，汽轮机运行。要完成汽轮机功率改变，需要进行汽轮机蒸汽参数的调节安排。通常情况下，汽轮机气阀开关方式为两种，一种为“单阀调节”，通过汽轮机蒸汽参数进行调控。而另一种则为“顺序调节”，通过喷嘴来实现蒸汽阀开关控制。两种方法各有千秋，需要结合电厂的实际情况针对性进行选择。

1.集控运行汽轮机概述

1.1概述分析

在集控运行汽轮机概述中，作为一种动力设备，汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一 系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。汽轮机在运行时，将蒸汽能量转化为机械功，分为“速度级”、“冲动级”、“反应级”三大类[1]。每种级别的区别根据蒸汽的不同位置实现膨胀，例如“速度级蒸汽”在喷嘴中膨胀。而“冲动级蒸汽”膨胀则是在喷嘴中膨胀后，使喷嘴流道面积变小，加快蒸汽流动的整体速度。而“反应级蒸汽”膨胀则是在动、静叶流道中发生膨胀。蒸汽在动叶流道中，能够具有较快的流动速度。与功能大小比较，能够将其置于同等条件下。双列速度做功能力与7个左右的反动级、冲动级能够实现对等优化。在实际工作中，虽然单级汽轮机并无优势，但也可以在特定情况下得到一定程度的利用，保障能源的利用效率。在熵焓值之和与熵焓降量相比，二者之间的数据等值限制要求不得超过“1”。

1.2运行方式

分析电厂汽轮机的运行方式，与其他动力设备相比，汽轮机运行较为复杂，但工作形式以及运行方式均具有自动化的特点。例如，汽轮机种类很多，根据结构、工作原理、热力性能、用途、气缸数目的不同有多种分类方法，汽轮机运行主要通过“人为调整”以及“自动执行”，保障电厂电力。例如，自动执行为常规控制，满足电厂运行需要。人为调节是指某些环节出现不可控风险，经过细致调整后，可达到调节要求。“分散控制系统”为电厂汽轮机运行核心。在运行时，控制台能够基于系统支持，实现油压调节，带动系统实现快慢运行。在保障输送率的同时，联动汽轮机调门以最优逻辑开合，进而实现汽轮机系统经济高效运行[2]。

2.汽轮机运行功耗问题分析

对汽轮机运行功耗问题进行分析，其主要的表现为3点：

2.1 汽轮机功耗相对较高。在电厂汽轮机运行时，其作为源动力热能传唤，可转换为电能动能。汽轮机的涡轮设备要实现最大化运作，使所有的运行能耗比控制在理想范围内。加热器以及冷凝器通过水泵、锅炉，能够消除高能源消耗。汽轮机喷嘴式以及外缸两部分，很容易在日常使用中出现变形、泄漏等问题。因此，要着重对汽轮机低压缸出口边缘进行优化，防止其出现不可控腐蚀现象。还要调整涡轮发动发电机参数，设置操作负荷，保障冷凝器冷却水温度以及真空度。通过优化操作方法，使涡轮单位能耗处于理想范围内。

2.2 在空冷汽轮机的冷凝器处理中，影响汽轮机冷凝器的原因在于其“风”、“尘”两大因素。西北地区的内陆发电厂冷凝器，出现运行问题多是灰尘过多堆积，导致散热管热阻增加，影响散热[3]。此外，在该设备内部若出现负风压，就会导致风力涡轮机吸入少量空气，使其整体流通受阻。冷凝器内部的水分含氧量增多，也会降低热传导效率，使管道设备出现对应的腐蚀。在冬天汽轮机的冷凝器会产生热量不平衡现象，使汽轮机的正常运行受到严重影响，并降低整体运行效率。

2.3 冷却塔问题。冷却塔之间的设计导致很容易出现喷嘴堵塞或不匹配等现象，这些都是内部循环水温度增加，导致涡轮排气温度增高、增厚。各种不良因素堆积，使冷却塔出现运行局限，产生能源消耗。

2.4 配汽问题。在汽轮机运行过程中不同的配汽方式也会对其产生一定的影响。因此，配汽工作需要根据汽轮机的实际运行状态进行分别处理，而最常用的便是负荷适配汽法。当汽轮机运行状态处于高负荷下，其配汽工作可选用顺序阀的方式来进行配汽。但当汽轮机运行状态处于低负荷下，其配汽工作可选用单阀的方式来进行。这种根据汽轮机实际运行负荷来进行的配汽工作能够在一定程度上确保汽轮机达到最优的运行效率，但无论是顺序阀还是单阀的配汽方式都存在一定的优劣，当汽轮机处于高负荷的运行状态下，顺序阀虽能保证其产生较高的运行效率，却存在工作压力大、易损坏的问题，如何选择最佳的配汽方式在确保汽轮机较高的运行效率的同时避免故障、损坏的发生，还需对其进行进一步的探索

[4]。

3.集控运行汽轮机控制操作措施

3.1 控制水温

在正常情况下，锅炉的燃烧以及燃烧程度必然会对汽轮机的水温产生直观影响。例如，使用低温热水锅炉，电量就会增加，汽轮机的能耗也会增加。通过数据值换算，可以得知汽轮机会产生大量的排气热损失，能源效率降低。因此，要控制燃料数量以及交货时间，保障汽轮机的水温处于合理范围内。该范围能够进行控制，且可按照相关要求规避热量损失。此外，人员能够增强设备的维护操作，通过对锅炉定期清洁、维护，提高能源利用率。检查管道，避免蒸汽在传输过程中出现额外泄露风险，满足加热器的高使用效率。

3.2 汽轮机启动、停止

在汽轮机启动、停止中，优化汽轮机的整体启动过程。如锅炉点火加热，加热后脉冲转子转速变暖机启动，实现并联负载。在锅炉点火以及加热管中，锅炉涡轮要提前准备冷凝器循环水并检查油系统，完成后续系列操作。在点火、汽轮机真空密封、发送过程中，要考虑实际中高压缸联合启动是否会导致高压排气温度上升。如出现上升现象，高压高排气温度需要通过何种方式位置理想数据值。在通常情况下，蒸汽压力要设置于0.5MPa，高压缸排气止回阀打开，高压缸的流量增加，高压缸排气高温现象会达到良好的控制效果。在涡轮关闭过程中实现优化，对汽轮机停机过程的所有部分工作，正在逐步归零。蒸汽入口将关闭，所有零件、气缸温度将逐渐冷却。还可根据不同的参数设计需求，将涡轮机分为两种——调整“滑动参数”和“额定参数”。使用滑动停机模式，能够维持汽轮机的运转效率，且可以更好的在短时间内使预热锅炉完成发电，减少能源浪费现象。而另一方面，也可以冷却汽轮机组件，实现设备维护。在汽轮机运行优化措施中，汽轮机必须根据实际负荷情况，进行实时调节，保障汽轮机运行方式以及发电负荷二者之间的比重，实现均衡调整。在固定区域内，确保恒压，调节锅炉正常运行[5]。

3.3 优化汽轮机辅机

对汽轮机辅机进行优化，良好的保障汽轮机节能工作。例如，要保障汽轮机单位负载以及冷却水温度，在循环水流量变化中，冷凝器的压力改变会导致循环水泵效率降低。因此，要对汽轮机普及进行规格匹配，避免其出现崩裂以及漏水现象。解决这一问题的措施，通常要在凝汽设备安装处，通过与空气接触的传输水泵消除水泵冲撞所导致的振动不良影响。要改进输送水位调控力度，例如输送水位高低，会影响辅机工作效率。输出水位若无法达到预期的设计需求，必然会导致输送水位温度升高、气泡冲击等不良现象。因此，要确保增加可操作范围，提高输水位，支撑高度，保障辅机耦合设备效率。如汽轮机耦合设备包含了耦合器、涡轮，这些仪器在工作中必然会产生较大的轴向力，导致仪器稳定性降低。因此，在后续使用时，就会出现断裂、振幅过大等问题，导致工作效率降低。目前，良好的解决方案是要分析涡轮扭矩不稳定问题，以求获得良好的解决方案。为了使耦合设备高效、稳定运行，在实际电厂机组运行过程中，要提高设备的使用限度。通过降低扭矩频率，减少阻力所产生的不良影响，并实现设备的定期维护、保养，使设备处于极佳的工作状态。

3.4 人员综合培训

在人员综合培训中，要提高人员的工作能力以及综合素质。例如，在此基础上要额外通过理论+实践双结合方法，分析工作人员工作不足之处。必须要建立奖惩机制，根据规章制度去规范工作人员的行为，避免人力失误影响汽轮机组的稳定运行。在现有工作内容基础上，定期对工作人员的专业水平进行考核，并选择专业水平与素质较高的人员进入一线工作。确保人员能够熟练掌握汽轮机的各项操作规章制度，并出现故障后，能够及时排查处理。保障电厂稳定运行，加快汽轮机的研发进度，实现汽轮机性能的大幅提升。

3.5 强化检修保养力度

对汽轮机实现检修以及保养，高压泵在运行中必然会产生大量的热气，这些热气会因密封性而呈现不同的结果。如密封性较佳，热气就会得到控制；如果密封性较差，热气就会扩散至外界。热气一旦消耗，汽轮机就会产生额外热量以弥补，从而导致能耗问题。工作人员要对汽轮机的正常运行途径进行分析，实现电厂稳定运行。此外，还要对电厂仪器设备进行全面检查，对有可能存在安全隐患之处进行检修，避免产生能耗，影响电厂经济效益。电厂要依托信息技术建立对应的信息系统，将仪器的运行状态与系统信息实现关联，并依托大数据技术完成实时监控。对存在的安全隐患进行排查，推动电厂实现信息化发展，满足其工作效率。还要使电厂实现科学稳定运行，汽轮机的运行状态在一定程度上能够对电场的稳定性发挥着重要影响作用。但在运行中，无论是输水系统亦或者是配电、配气方法等，都会对汽轮机的运行效率产生较大的影响作用，也与电厂的安全运行、经济效益有直接关联。因此，电厂要对汽轮机的检修保养力度进行强化，提高人员的综合素质以及专业水平，避免能耗过多，干扰电厂正常运行。

4.结束语

综上所述，汽轮机组的运行状态对电厂的运行精准性、效益将会有直接作用。因此，无论是输水系统亦或是配汽方式，都要根据实际情况进行调节优化，保障人员的专业技能以及素养得到提高。在未来，我国环境保护力度必然进一步得到强化。需要制定针对性的优化措施，满足功率需求以及电能需求。集控运行汽轮机能够解决传统辅机能耗过高的问题，保障汽轮机组实现稳定运行。

参考文献：

[1]郭锦浩,陈军.电厂集控运行汽轮机运行的优化措施[J].工程管理与技术探讨,2023,5(5).

[2]王龙.氨合成气压缩机运行异常状况及检修总结[J].中氮肥,2023(1):30-33.

[3]王栋.汽轮机控制的相关问题及优化措施[J].自动化应用,2023,64(6):121-122,133.

[4]杨刚.火电厂集控运行节能降耗技术研究[J].仪器仪表用户,2023,30(4):90-92,6.

[5]雷金刚.汽轮机组控制系统波动的原因及防范措施[J].电力设备管理,2023(8):50-52.