火电厂集控运行中汽轮机的能耗问题及优化途径

[摘要]：全面优化及科学创新汽轮机的运行控制模式，具有显著优势和良好的效率。本文从汽轮机现场运行状况的实际出发，针对性分析了火电厂集控运行中汽轮机的能耗问题，探讨了火电厂集控运行中汽轮机的优化途径。

[关键词]：火电厂集控运行；汽轮机；能耗问题；优化途径

电厂的集控运行模式，是指对机(汽轮机)、炉(锅炉)、电(发电机)进行统一集中式的控制管理。尽管汽轮机系统运行过程较为复杂，但随着技术的持续更新以及管理理念的提升，目前已很少采用人工操作，几乎全面覆盖自动化、智能化运行系统。因此，科学降低汽轮机运行中能量损耗，提高火电厂社会及经济效益是需要探究的课题。

1、火电厂集控运行中汽轮机的能耗问题

1.1汽轮机密封水系统出现的能耗。在汽轮机汽动给水泵轴端密封过程中，主要是以间隙控制泄漏方式完成密封作业。这种密封设计在正常运行情况下能够满足密封需求，但是如果在汽动给水泵紧急停机的状况下，可能会导致密封水回水不畅等问题出现，小机油箱内会进水，对油质造成污染，增加机组密封系统的损耗，从而对汽动给水泵的安全性产生巨大影响。

1.2汽轮机气阀元件造成的能耗。在火电厂的生产运行过程中，汽轮机的主要功能是进行能量转化的原动力。在汽轮机组的正常运转中，整个机组的复杂程度比较高，需要各个元件进行有效配合，这会导致能量损耗增加。其中比较明显的是在汽轮机的气阀运行过程中，不同气阀的调节情况会导致汽轮机能量损耗存在较大差异。其中单气阀调节主要是以汽轮机蒸汽参数为主进行控制，而顺序阀主要是利用喷嘴对蒸汽阀门的开关进行控制。如果气阀的压力处于比较大的情况下，喷嘴以及外缸会出现比较严重的变形问题，这会对气阀的密封性以及机组运行的能量损失产生极大影响，导致汽轮机组的整个损耗增加。

1.3汽轮机启停过程中产生的能耗。汽轮机启停是以转子应力变化为基础的，在运行过程中转子表面的蒸汽参数会出现上升以及下降的变化情况，这时转子的内部温度常具有较强的不稳定性，如果转子长期在这种高温高压的环境中工作，需要对参数进行科学处理。如果蒸汽参数处理不妥善或转子温度控制不合理，会导致汽轮机在启动以及停止过程中产生较大的损耗问题，并且会影响汽轮机的工作效率，导致汽轮机的使用寿命缩短。

2、火电厂集控运行中汽轮机的优化途径

2.1注重汽轮机的最佳真空运行状态。在汽轮机的运行当中，管道堵塞会导致凝汽器真空偏低的问题。对于汽轮机设备的使用，为保证火电厂工作运行品质量与水平，我们要切实严格控制好汽轮机凝汽器时刻处于标准参数下的真空状态。汽轮机组循环水泵的运行情况会对真空系统产生间接影响，工作人员还要落实维护措施，使前者运行安全可靠。凝汽器中的轴封系统和水封会影响真空系统的密封性，所以其也需要被纳入监控范围内。轴封加热器处的水位还要满足标准要求。在设备运行的维护和管理过程中，也必须小心谨慎，以免造成其他方面的损失。我们很有必要去解决这一问题，通过控制循环水流量，进而实时保证机体管道真空，这样就能一定程度上缓解这一问题。

2.2统筹调整汽轮机的密封水系统。密封水系统在火电厂汽轮机中是非常重要的部分，运行良好的密封水系统可以确保汽轮机的正常工作状态。一旦出现问题，将会给汽轮机的运行埋下安全隐患。为此，调整密封水系统，保证给水泵任何时候都能正常给水和回水。对密封水系统的维护是必不可少的，定期的检查能够及时发现密封水系统是否存在密封不良的隐患，及时排查及时解决，给汽轮机的运行提供安全环境。

2.3细化汽轮机启停方案。为了合理安排汽轮机的启停方案，可将优化的重点放在如下方面：①基于汽轮机转子在运行过程中的损耗率、寿命、受热变形情况、膨胀差值等，精确计算针对转子的温度和变化率，减小误差。②进入汽轮机的温度变化率会随着机组设备放热系数的变化而变化，故将之控制在相对稳定，能量浪费幅度较小的范围之内，具备较高的可行性。③对温度、膨胀差、振动等采用不超限的测点监控模式，及时发现汽轮机运行过程中的异常参数变化。④盘车预热和正温差的启动过程，应该实现最佳温度匹配。⑤在保证设备安全的前提下，需要尽可能地缩短启动时间，有效降低电能及燃料的消耗量，从整体的角度对汽轮机的运行过程进行优化。⑥在优化期间，技术人员可以将额定参数停机模式转变为滑参数停机模式，保证各部件在停机过程中有效降温，提升设备后期的检修效率。

2.4优化给水泵的给水运行模式。火电厂给水泵的正常给水方式是定速给水，一定程度上影响了汽轮机的运行效率。因此，只有对给水泵给水方式进行优化，才能改变汽轮机的运行，使效率有所提升。可以研究平移泵的曲线，让给水泵速率发生变动，从而实现变速给水。当实现变速给水后，给水泵的水流调节得到一定的控制，水流量可变速供应，将使给水泵的效能大幅度提升，从而提高了汽轮机的运行效率，同时还能避免因为耗能而出现故障。

2.5提高汽轮机的给水温度。为了降低汽轮机在运行过程中的损耗，需要提高汽轮机的给水温度。因此，要调整高压加热系统，可以采取两点措施：①重视对高压加热器的维护工作。在高压加热器的运行过程中，需要加强对高压加热器的维护，特别是在汽轮机正常运行之前，需要重视高压加热器的日常检查工作，确保高压加热器能够稳定运行。②加强对高压加热器运行水位的检查力度。高压加热器运行过程中的水位会在很大程度上影响热力循环系统的运行效益，因此在高压加热器的日常运行过程中，要加强对水位的监测工作，防止水位过高或者过低而对电站设备的安全性产生不利影响。

2.6改进汽轮机的配汽方式。汽轮机的配汽方式在一定程度影响着汽轮机的运行效率，对其进行改进，将有效提高汽轮机运行效率。用三阀配汽方式替代通常使用的单阀和顺序阀配汽方式，能够降低集控运行系统的负荷，从而实现节能的目的。使用三阀配汽时，工作人员应定期检查阀门的密封程度是否达标，一旦阀门密封不足，就会降低配汽的效率，还可能损害到设备。三阀配汽方式比普通的配汽方式更能提升汽轮机的工作效率，对整个集控系统的安全运行也起到了很大的保障作用。

2.7强化汽轮机辅机的改造流程。①优化循环水泵。循环水量增加，凝汽器压力减小，增加了机组的出力，循环水泵的功耗也会增加。但是当循环水量增加很多时，循环水泵的功耗增加就会抵消机组出力的增加。因此增加循环水流量时，最大时的凝汽器运作压力是机组出力增加值与循环水泵功耗增加值的差。只有当凝汽器处于最佳的运行压力时，循环水泵运行才能处于最好的状态。②冷却液体系的优化。冷却液体系可能出现的问题有很多，比如体系运行受到的阻力不定，出水点的流量控制力度不显著等，这是因为减小冷却液调节门的开度，阻力就会变大，造成资源的浪费，且易发生安全事故。所以对冷却液体系的优化采取调整冷却液水泵的运输速度，全部打开调节开门，适量降低水流速度，达到降低扬程的目的，使得冷却液体系实现优化。

3、结束语

科学规范的节能降耗技术，能够有效降低汽轮机的能耗，不断提升汽轮机的运行效率及综合效益。在实际工作中，火电厂相关技术人员应增强节能降耗意识，提升自身专业素质，高度重视集控运行中汽轮机的能耗产生问题，善于深入探索，敢于大胆创新，采取切实可行的措施，细化机组降耗流程，优化机组节能方案，改进机组运行模式，强化设备维护管理，提高汽轮机运行的安全高效性和稳定性，从而促进火电厂持续健康运行。

参考文献

[1]张海明.电厂集控运行中汽轮机运行优化措施[J].设备管理与维修，2020(09)

[2]王文斌,王永明,王波,等.探索电厂集控运行中的汽轮机运行优化策略[J].科技与创新，2020(19)

作者简介

吴丛宝，男，汉族，大专学历，1983年出生，助理工程师，现从事发电厂汽轮机运行工作。