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电厂集控运行汽轮机运行优化策略探讨

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摘要：文章对发电厂的汽轮机的运行原理和作用进行简单介绍，分析目前电厂汽轮机运行中能耗过高产生的原因，并针对这些原因提出了在目前电厂集控运行下进行汽轮机运行优化的有效策略，以供参考。

关键词：电厂集控运行；汽轮机耗能；汽轮机运行优化

1引言

近年来随着我国经济的快速发展和我国社会用电负荷的增加，电力企业的电能生产压力也不断增加，对于我国目前主要发电形式的火力发电来说，其装机容量不断增加，而且汽轮机参数也在不断提高，增加了电厂运行与控制的难度。在目前火电厂中各种控制系统相关技术不断发展和应用，以及各种自动化和智能化设备的推广过程中，电厂中的集控运行水平也在不断提高，这就要求对电厂汽轮机进行运行优化和调整，确保其处于最佳状态来节省资源消耗，提高电厂的发电效率，降低成本，提高经济效益，促进电力行业的健康发展。

2发电厂汽轮机概述

在发电厂中，汽轮机是比较重要的三大主机之一，其利用冲动作用原理和反应来进行热能向机械能的转化，然后带动发电机将机械能转化为电能。其所采用的冲动原理就是锅炉系统运行中燃料燃烧之后释放出的热能通过喷嘴以及动液气道作用于汽轮机叶片上，然后推动汽轮机叶片进行转动，就是在蒸汽作用于汽轮机的叶片上时，通过气道的膨胀作用推动叶片加速和转动，而叶片旋转过程中就实现了做功。从汽轮机的运行原理就可以知道，其属于旋转机械设备，不仅功率较大而且在运行中会消耗较多的能量，所以也具有较高的热效率，这就是需要在电厂集控运行中对其运行参数进行优化来降低能耗，提高运行效率。

3电厂汽轮机耗能分析

电厂汽轮机运行中的耗能主要是由以下几个方面引起的：一是汽轮机的启停过程中。汽轮机在启停时会引起转子应力的变化，这主要是由于汽轮机运行中转子处于高速旋转状态，其表面的蒸汽参数会出现变化而导致转子内部的温度场处于不稳定的状态，加之由于转子需要长时间都在此高温和高压的状态下进行运转，如果上述参数变化情况没有及时处理，就会导致在启停过程中出现较大的损耗而导致汽轮机运行效率的下降。二是由于汽轮机组的能量耗损。就是在电厂正常运行中，汽轮机需要将热能转化为机械能，而且在此过程中的运行较为复杂需要相互之间的紧密配合，其中容易导致出现能量耗损的部位就是汽阀，而且汽轮机中的汽阀有单阀调节和顺序调节两种方式，前者是直接控制汽轮机的蒸汽参数，而后者则是使用喷嘴来对蒸汽阀门的开关进行控制，所以就容易由于汽阀压力过大、喷嘴室和外缸发生变形、密封性出现问题等而造成汽轮机组的能量耗损较大。三是密封水系统问题。在电厂汽轮机的汽动给水泵系统中，其密封所用的方式为迷宫密封形式，就是对间隙进行控制来对轴端进行密封防止出现泄漏问题，此种密封设计形式在给水泵出现紧急停机的状态下会导致出现密封水回水不畅的问题，因而导致小机油箱中会有水进入，这就会到给水泵的经济和安全运行造成影响。

4电厂集控运行汽轮机运行优化策略

4.1优化方案

在汽轮机集控运行中如果采用传统的复合型配汽方式，就容易出现运行中在负荷的作用下而导致发生突变并引起热损增加的问题，所以在对汽轮机运行优化的过程中，就需要针对以上问题进行针对性的调节优化，所采用的主要的调节优化方式就是将汽轮机的传统阀门调节方式进行调整，调整为单阀式-顺序阀式-单阀式的“三阀式”调节方式，此种调节方式可以对传统的配汽方式进行改变，并对负荷作用起到优化作用，但是需要在此调节过程中对调节级的强度进行认真校核。在此中调节方式下，如果汽轮机出现负荷突变的情况也会消耗较少的能量，并且可以通过系统负荷的分担来提高效率。此外，还需要对滑压运行曲线进行优化调节，就是在传统的流通能力的基础上采用新的配汽方式进行优化，从而提高其流通能力，并且对负荷运行方式进行改变，且能实现在此改变过程中的能耗降低以及效率的提高。

4.2轴封系统的优化

对于汽轮机的轴封也就是轴端汽封来说，其在汽轮机运行中的主要作用就是对外界空气进行隔绝，避免其进入汽轮机中影响其运行效率，而且也能对汽轮机内部的热量进行隔绝，防止其散发到外部而导致能量损失，所以其对汽轮机的运行效率和能耗降低具有重要作用，也是进行汽轮机运行优化的重点部位和内容之一。而且在目前的汽轮机运行中，由于轴封系统而造成的汽轮机能耗损失大概占到其内部的1/3左右，所以也具有较大的能耗损失改进空间。通过对轴封系统的优化来提高其密封性，可以减少蒸汽的泄漏量以及化学水的补充量，还可以防止高能位的工作介质向低能位进行流动和传输，造成能量的损失，从而可以起到提高汽轮机运行效率的目的来改善电厂运行的经济性。

4.3给水泵的优化

针对传统的给水泵采用定速给水而导致在汽轮机低负荷运行时阀门节流损失过大的问题，在对其进行优化时可以进行变速给水泵的优化，就是根据汽轮机的具体运行情况对其变动速度和平移泵的