任宏耀

摘 ?要：汽輪機(jī)是提高電廠運(yùn)行效率的關(guān)鍵設(shè)備。文章基于汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理，圍繞汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中所存在的配汽、水泵、啟停及維護(hù)問題進(jìn)行分析，探討了針對汽輪機(jī)運(yùn)行的優(yōu)化措施，以期為電廠汽輪機(jī)優(yōu)化工作提供參考，提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：電廠;汽輪機(jī)運(yùn)行;優(yōu)化措施

引言：自20世紀(jì)50年代，汽輪機(jī)被應(yīng)用于電廠，如今已有70多年的歷史，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，原有的汽輪機(jī)運(yùn)行模式已不能滿足需求，需及時進(jìn)行調(diào)整，才能保證電廠保持高效的電能輸出。為此，必須優(yōu)化電廠集控運(yùn)行中的汽輪機(jī)運(yùn)行機(jī)制，進(jìn)而提升電廠的生產(chǎn)效率。

1.電廠汽輪機(jī)特點(diǎn)及工作原理

1.1汽輪機(jī)特點(diǎn)

熱電聯(lián)產(chǎn)特點(diǎn)是熱、電負(fù)荷適應(yīng)性好，但在無熱負(fù)荷或熱負(fù)荷較小時，機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性下降。這種機(jī)組的造價比較高，適用于熱負(fù)荷頻繁變化的場合，熱負(fù)荷變化，最大輸出功率亦隨之改變。熱電聯(lián)產(chǎn)汽輪機(jī)為在無熱負(fù)荷時，機(jī)組發(fā)出的電功率最大，在有熱負(fù)荷時，小范圍內(nèi)電、熱負(fù)荷可分別調(diào)整，隨著熱負(fù)荷增大，機(jī)組輸出電功率下降，當(dāng)熱負(fù)荷達(dá)到最大時，機(jī)組輸出電功率最小。

1.2汽輪機(jī)工作原理

凝氣式汽輪機(jī)是從汽輪機(jī)中間某級后抽出具有一定溫度和壓力的部分蒸汽供向熱用戶，剩余蒸汽在以后級中繼續(xù)做功，最后排入凝汽器。一般包括單抽汽和雙抽汽兩種，其抽汽的調(diào)節(jié)主要由旋轉(zhuǎn)隔板或調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)。因部分蒸汽去供熱，汽輪機(jī)發(fā)出的功率和進(jìn)入凝汽器的流量可隨抽汽量的大小而進(jìn)行改變，因此汽輪機(jī)的工況改變，熱電比也隨而變化。

2.汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的問題分析

汽輪機(jī)運(yùn)行中主要存在四個問題，下面將進(jìn)行論述。第一，配汽問題。汽輪機(jī)在不同運(yùn)作中運(yùn)用不同的配汽方式會使工作效率和能耗不同。傳統(tǒng)的配汽形式分為單閥和順序閥，但使用這兩種配汽形式時常會出現(xiàn)故障問題，影響工作效率;第二，水泵問題。大多數(shù)情況下，汽輪機(jī)給水泵軸端采用的密封方式為迷宮密封，而采用迷宮密封的方式時常出現(xiàn)問題。一旦緊急停用給水泵，可能出現(xiàn)密封水回水不順的情況，導(dǎo)致給水泵軸承進(jìn)水，從而影響項(xiàng)目運(yùn)作進(jìn)程;第三，啟停問題。汽輪機(jī)的啟動和停運(yùn)過程關(guān)乎汽輪機(jī)的使用年限，是汽輪機(jī)運(yùn)行過程中最重要的階段。錯誤的啟停過程，會對設(shè)備乃至之后的生產(chǎn)都造成惡劣影響。影響啟停的本質(zhì)是轉(zhuǎn)子應(yīng)力，若轉(zhuǎn)子的蒸汽參數(shù)處理不得當(dāng)，會在很大程度上降低運(yùn)轉(zhuǎn)效率;最后，維護(hù)管理問題。汽輪機(jī)的日常維護(hù)和管理，直關(guān)乎機(jī)組的安全運(yùn)行情況。在電廠集控運(yùn)行中，汽輪機(jī)時刻處于極大壓力作用下，長期以往，這種超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會導(dǎo)致汽輪機(jī)性能下降，嚴(yán)重的話則無法繼續(xù)工作。

3.針對汽輪機(jī)運(yùn)作的優(yōu)化措施

3.1運(yùn)用科學(xué)合理的配汽方式

當(dāng)汽輪機(jī)在高負(fù)荷運(yùn)作時，采取復(fù)合型配汽方式才可以使能耗和運(yùn)行效率得到保證，但是，汽輪機(jī)不可能時刻處于這樣的狀態(tài)中，當(dāng)汽輪機(jī)進(jìn)行低負(fù)荷運(yùn)行或者汽輪機(jī)剛剛啟動之時，運(yùn)行效率比較低且能耗較大，所以，對于這種情況，可考慮從較為傳統(tǒng)的復(fù)合型配汽方式轉(zhuǎn)變成更加先進(jìn)的三閥門配汽方式，即單閥調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)成順序閥調(diào)節(jié)，再轉(zhuǎn)成單門調(diào)節(jié)的配汽方式。更新成三閥門配汽方式之后，不僅對調(diào)節(jié)級要求有所降低，而且在配汽過程中能夠有效的降低系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)荷強(qiáng)度，進(jìn)而獲得強(qiáng)大的流通性能。三閥門配汽方式能使汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，優(yōu)化能量損耗，并在很大程度上提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，因此，采用科學(xué)合理的汽輪機(jī)配汽方法勢在必得。使用新型三閥門配汽方式開展工作時，檢修人員須妥善處理好相應(yīng)工作，對閥門進(jìn)行定期檢查及不定期抽查，以確保閥門的密封性，因?yàn)殚y門的密封性出現(xiàn)問題的話，不但會導(dǎo)致安全事故的頻發(fā)，也會對設(shè)備造成極大的損壞。檢修工作人員必須保證三閥門配汽形式的合理運(yùn)行，這為提高集控運(yùn)行的安全性及汽輪機(jī)的有效性打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

3.2優(yōu)化給水泵

以前，電廠的汽輪機(jī)大部分是采用定速給水泵方式來運(yùn)行的，定速給水泵的運(yùn)行是依靠鍋爐給水閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)的，然而實(shí)踐結(jié)果表明，這種傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式存在很大問題。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行處于過低負(fù)荷時，能源損失會非常大，運(yùn)行效率也得不到保障。因此，想要提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，進(jìn)行給水泵的優(yōu)化必然是措施之一。那么，勢必要對傳統(tǒng)的給水泵運(yùn)行方式做出改變。對于給水泵的優(yōu)化運(yùn)行，需要專業(yè)的技術(shù)性人員以平移泵曲線和變動轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)，進(jìn)行變頻給水泵的設(shè)計。變頻給水泵的優(yōu)勢非常明顯，它不需要像定速給水泵一樣，只能通過改變水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行水流量的控制，所以節(jié)能效果會更加明顯，特別是在汽輪機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時。同時這種新型給水泵方式能夠提高發(fā)電效率，還可以有效地改善氣動泵組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而使電廠的經(jīng)濟(jì)效益得以提升。在給水泵的實(shí)際優(yōu)化過程中，研究出最有效的方法是對凝汽器內(nèi)部不斷進(jìn)行改良優(yōu)化，或是對電廠的熱力循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改革創(chuàng)新，以通過良好的舉措讓機(jī)組的水環(huán)真空泵在更為科學(xué)、合理的條件下安全運(yùn)行[2]。

3.3對啟動、停機(jī)過程進(jìn)行改進(jìn)

汽輪機(jī)啟動的一般流程為鍋爐點(diǎn)火、升溫升壓、沖車及并列接帶負(fù)荷等。在進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火前，需充分做好準(zhǔn)備工作，汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)、爐側(cè)各輔機(jī)油站投運(yùn)正常，油質(zhì)化驗(yàn)合格，燃油系統(tǒng)正常，方可點(diǎn)火。再把汽輪機(jī)內(nèi)部抽成真空并投入軸封冷卻器，在爐內(nèi)壓力和溫度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時開啟旁路。在這一過程中，由于中缸啟動并網(wǎng)后負(fù)荷高缸切缸帶負(fù)荷，極易導(dǎo)致高壓缸排汽溫度偏高，長期下來，會對汽輪機(jī)造成一定損害并帶來安全隱患。所以，必須采取相應(yīng)的措施以降低排汽溫度。在汽輪機(jī)啟動前，可以設(shè)置其再熱蒸汽壓力值一直保持在0.5MPa之下，以保證排汽逆止門可以適時開啟，加大進(jìn)入高壓缸中的汽流量，從而讓高壓缸的排汽溫度一直控制在安全范圍以內(nèi)，減少機(jī)組的啟動時間，減少損失，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。汽輪機(jī)停機(jī)方式包括額定參數(shù)和滑參數(shù)兩種。通過對比發(fā)現(xiàn)，滑參數(shù)停機(jī)較于額定參數(shù)停機(jī)來說，綜合效益會更好，體現(xiàn)在：一方面可使用鍋爐機(jī)組預(yù)熱發(fā)電而降低能量損耗，利于其他部件降溫;另一方面滑參數(shù)停機(jī)方式還能明顯提高汽輪機(jī)的工作效率[3]。因此，對于汽輪機(jī)的啟停問題，相關(guān)工作人員必須給予足夠的重視。

3.4設(shè)立專業(yè)維護(hù)人員

在電廠集控運(yùn)行中的汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，專業(yè)的維護(hù)管理人員對于汽輪機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行是相當(dāng)重要的。如若維護(hù)人員工作不到位，極有可能導(dǎo)致汽輪機(jī)不能按照原有模式運(yùn)行，從而導(dǎo)致生產(chǎn)出現(xiàn)問題。因此，在電廠集控運(yùn)行中，強(qiáng)化機(jī)組維護(hù)和管理工作是很有必要的。以前，汽輪機(jī)的機(jī)組維護(hù)和管理人員的工作效率比較低，這為機(jī)組的維護(hù)和管理之路設(shè)下了一大屏障。要想對汽輪機(jī)組的維護(hù)和管理工作進(jìn)行改進(jìn)，可采取下面更加科學(xué)、有效的管理辦法。首先，充分做好汽輪機(jī)工作前期的準(zhǔn)備工作，安排專業(yè)的維護(hù)管理人員，對機(jī)組的重要設(shè)備和重要部位等進(jìn)行細(xì)致的檢查，以保證汽輪機(jī)組的工作得以順利開展;其次，當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，相關(guān)維護(hù)人員需設(shè)立檢查制度，采取定期檢查和不定期抽查相結(jié)合的模式。一旦發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備有異常時，立即報告上級領(lǐng)導(dǎo)，等待維修指令;最后，要定期對機(jī)組的工作設(shè)備進(jìn)行維修和更換，防止發(fā)生意外事故。在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，機(jī)組維護(hù)人員需對高壓設(shè)備的運(yùn)行給予極高重視，要對設(shè)備定期的檢查、維修，進(jìn)而加強(qiáng)高壓設(shè)備的傳熱效率。

結(jié)論：總而言之，在能源極度緊張的背景下，電廠想要提高電力輸出效率，必須設(shè)立專業(yè)人員對汽輪機(jī)進(jìn)行優(yōu)化、革新，進(jìn)而提高電廠集控運(yùn)行的穩(wěn)定性。本文針對目前存在的關(guān)于汽輪機(jī)的配汽、水泵、啟停和維護(hù)問題，提出了對應(yīng)的優(yōu)化措施，以幫助提升電廠的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉統(tǒng)，閆妍，許波. 探討電廠集控運(yùn)行中汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化策略[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019，（36）：155-156.

[2]吳偉懷. 電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施研究[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019，（19）：194-195.

[3]葉博. 電廠集控運(yùn)行中汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化策略探討[J]. 機(jī)電信息，2018，（36）：81-82.