王信杰 雷浩延

青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司西寧發(fā)電分公司

電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討

王信杰 雷浩延

青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司西寧發(fā)電分公司

隨著用電戶的增多，電廠規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，汽輪機(jī)作為電廠的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行過程也因電網(wǎng)調(diào)整等變得復(fù)雜。而且目前我國的資源有限，人口眾多，各方面的用電率也在不斷的上升，節(jié)能顯得非常的重要。所以對汽輪機(jī)各方面進(jìn)行優(yōu)化處理顯得非常必要。通過優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行，可以節(jié)省資源，提高電廠的社會經(jīng)濟(jì)效益，在一定程度上對國家的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。本文對目前汽輪機(jī)運(yùn)行的問題以及對其的優(yōu)化進(jìn)行了具體的闡述。

電廠；集控運(yùn)行；汽輪機(jī)

隨著工業(yè)科技的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，火力發(fā)電廠的汽輪機(jī)設(shè)備應(yīng)用水平在不斷提高，同時，由于汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠火電機(jī)組的三大重要部件之一，所以，對于汽輪機(jī)的運(yùn)行優(yōu)化以及如何保證汽輪機(jī)高效、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行對于提高電廠工作質(zhì)量，增加發(fā)電廠的發(fā)電量來說都是必須的。對于我國當(dāng)前普遍存在的一些汽輪機(jī)問題來說，會導(dǎo)致發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不佳，降低電廠的經(jīng)濟(jì)效益，更有甚者會影響到發(fā)電廠的安全生產(chǎn)。所以，對于電廠汽輪機(jī)的優(yōu)化研究是必須并且應(yīng)當(dāng)長期堅持的一項工作，對于電廠來說是保證工作效率，發(fā)電量等的重要基礎(chǔ)之一。

1 發(fā)電廠汽輪機(jī)概述

汽輪機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，利用沖動作用原理和反應(yīng)，實現(xiàn)熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而實現(xiàn)發(fā)電。具體的沖動原理就是通過蒸汽噴嘴中的蒸汽經(jīng)過動液氣道時改變方向使其作用于汽輪機(jī)葉片，進(jìn)而實現(xiàn)葉輪的轉(zhuǎn)動，使得熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動能。而發(fā)動原理則是，當(dāng)汽輪機(jī)中的蒸汽作用于汽輪機(jī)葉片時，形成氣道內(nèi)膨脹并不斷加速葉片轉(zhuǎn)動，促使葉片旋轉(zhuǎn)做功。

汽輪機(jī)的工作原理決定了其具有明顯的機(jī)械設(shè)備特征，也決定了其高能耗的特點，單機(jī)功率較大且具有高熱效率。所以，對于汽輪機(jī)的合理優(yōu)化可以使得電廠的能耗下降，效率提高，是十分有意義的。

2 電廠汽輪機(jī)耗能分析

2.1 汽輪機(jī)的啟停耗損

汽輪機(jī)的啟停過程是轉(zhuǎn)子應(yīng)力的變化。汽輪機(jī)在運(yùn)行情況下，轉(zhuǎn)子表面蒸汽參數(shù)發(fā)生升降，轉(zhuǎn)子內(nèi)部處于不穩(wěn)定的溫度場，轉(zhuǎn)子長期在這種高溫、高壓下持續(xù)工作，如果參數(shù)處理不當(dāng)，啟動停止的過程中會產(chǎn)生較大的損耗，最終導(dǎo)致降低汽輪機(jī)工作效率較低，同時減短汽輪機(jī)的使用壽命。

2.2 汽輪機(jī)組能量耗損

電廠整體運(yùn)行中，汽輪機(jī)是實現(xiàn)所能量轉(zhuǎn)化的原動力。其運(yùn)行的復(fù)雜、配合的復(fù)雜是導(dǎo)致能量損耗的重要原因。其中較為明顯的表現(xiàn)是汽輪機(jī)的汽閥，通常汽輪機(jī)的的汽閥分為單閥調(diào)節(jié)和順序閥調(diào)節(jié)。單汽閥的調(diào)節(jié)是通過汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)直接控制，而順序閥是通過噴嘴來控制蒸汽閥門的開關(guān)。所以汽閥壓力大、噴嘴室和外缸容易變形、密封性及部分機(jī)組運(yùn)行能量損失都是汽輪機(jī)組耗能的原因所在。

2.3 密封水系統(tǒng)問題

汽輪機(jī)汽動給水泵軸端密封采用迷宮密封。通過間隙控制泄漏方式進(jìn)行軸端密封。該類型密封設(shè)計在汽動給水泵緊急停機(jī)的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)密封水回水不暢現(xiàn)象，造成小機(jī)油箱中進(jìn)水。嚴(yán)重影響汽動給水泵安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 完善電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化

3.1 優(yōu)化方案

在傳統(tǒng)的復(fù)合型配汽方式會在負(fù)荷作用突變過程中引起過高的熱損。為避免上述情況的發(fā)生，本文提出以下的調(diào)節(jié)方式用于優(yōu)化電廠汽輪機(jī)運(yùn)行過程。將傳統(tǒng)閥門調(diào)節(jié)方式即從單閥轉(zhuǎn)為順序閥調(diào)節(jié)方式改變?yōu)閱伍y式--順序閥式--單閥式的“三閥式”調(diào)節(jié)方法。這種方法可以在改變配汽方式的時候合理優(yōu)化負(fù)荷作用，在此過程中需要注意認(rèn)真校核調(diào)節(jié)級的強(qiáng)度。這種新式調(diào)節(jié)比之前傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式而言，在汽輪機(jī)的負(fù)荷突變時損耗更小，其可以通過分擔(dān)系統(tǒng)負(fù)荷而使得效率大大提升。傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式在突變瞬間便會對系統(tǒng)施加很重的負(fù)擔(dān)，能耗增大，調(diào)節(jié)級強(qiáng)度過大，不利于系統(tǒng)調(diào)節(jié)。其次在針對優(yōu)化滑壓運(yùn)行曲線方面，新式配氣方式比傳統(tǒng)的在流通能力方面更加優(yōu)秀。雖然在運(yùn)行過程中，新式的配汽方式會改變原有的運(yùn)行方式，但是其強(qiáng)大的調(diào)節(jié)鞥能力會更加有效的改變負(fù)荷運(yùn)行方式，而且在轉(zhuǎn)變過程中，耗能會大幅減少，效率更高。

3.2 軸封系統(tǒng)的優(yōu)化

汽輪機(jī)的軸端汽封又名汽輪機(jī)軸封，其作用是避免外界空氣進(jìn)入汽輪機(jī)，也防止高溫高壓的蒸汽泄漏到外面，減小蒸汽泄漏量，然后減小化學(xué)補(bǔ)水量和避免高能位的工作介質(zhì)向低能位活動。作為汽輪機(jī)必備部件，汽輪機(jī)的軸封的漏汽丟失約占內(nèi)部丟失的1/3 左右。近年跟著汽輪機(jī)密封技術(shù)的不斷發(fā)展，汽輪機(jī)運(yùn)行的安全可靠性和機(jī)組熱功率都得到相應(yīng)改進(jìn)，有用的提高機(jī)組熱功率，減小燃料耗量，改進(jìn)了電廠的經(jīng)濟(jì)性。

3.3 給水泵的優(yōu)化

傳統(tǒng)的電動給水泵的運(yùn)行方式是定速給水，這種運(yùn)行模式通過調(diào)節(jié)鍋爐給水的閥門，這種方式明顯存在缺陷，即當(dāng)發(fā)電機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時候，閥門所帶來的節(jié)流損失將會非常大。所以針對給水泵的優(yōu)化也是十分必要的，對于優(yōu)化變速給水泵，需要技術(shù)人員根據(jù)變動速度和平移泵的曲線來完成符合工作具體情況的相關(guān)設(shè)計。相對于定速的給水泵而言，變速的給水泵優(yōu)化了許多現(xiàn)存問題，主要是不用通過調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)水的流量，而這種變速自動控制水流來調(diào)節(jié)大大減少了發(fā)電汽輪機(jī)組在低負(fù)荷狀態(tài)下的能源損耗，起到很大的節(jié)能效果，并改善整個電廠的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效益。

3.4 汽輪機(jī)停機(jī)過程優(yōu)化

汽輪機(jī)停機(jī)的過程中，各部件的工作都在陸續(xù)歸零，進(jìn)汽量在一步步減小到零，主汽門也將被關(guān)閉，汽缸等各個零部件的溫度都逐漸冷卻。依據(jù)進(jìn)汽參數(shù)的不同，汽輪機(jī)停機(jī)分為兩種，滑參數(shù)停機(jī)和額定參數(shù)停機(jī)。采用滑參數(shù)停機(jī)方式，一方面可以提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率，能夠有效地利用鍋爐機(jī)組的預(yù)熱進(jìn)行發(fā)電，減少熱量的浪費。同時也能夠?qū)ζ啓C(jī)各部件進(jìn)行有效的降溫，對設(shè)備的檢修非常有利。

綜上所述，目前我國電力企業(yè)仍然以火力發(fā)電為主，這種發(fā)電方式的能耗過高，發(fā)電效率并不十分突出。因此我們需要對其進(jìn)行優(yōu)化，利用熱能與動力工程中的相關(guān)內(nèi)容，不斷提高其工作效率，提高產(chǎn)業(yè)利潤。通過對其運(yùn)行過程中的每一處細(xì)節(jié)進(jìn)行合理優(yōu)化，促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展，提高我國的經(jīng)濟(jì)利潤。

[1] 楊昌城，林禎烜. 電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討[J]. 工業(yè)設(shè)計，2016，03：125+127.

[2] 馮劍釗，張景偉. 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討[J]. 科技視界，2015，12：244+282.