分析電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行完善措施

王 琨

（國電華北電力有限公司霍州發(fā)電廠，山西 臨汾 031413）

近些年，人民群眾對電力資源的需求數(shù)量越來越大，促使發(fā)電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，逐漸調(diào)整了電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，與此同時，提升了汽輪機(jī)的質(zhì)量，提高汽輪機(jī)運(yùn)行的復(fù)雜性和繁瑣性。我國現(xiàn)階段正處于快速發(fā)展的過程中，缺少人力資源，但是用電需求量卻越來越大，由此可見，節(jié)能變得十分重要。所以，相關(guān)工作者要重視優(yōu)化汽輪機(jī)的運(yùn)行，提高汽輪機(jī)運(yùn)行的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，滿足人們的日常用電需求。

1 汽輪機(jī)的概述

汽輪機(jī)指的是發(fā)電廠在運(yùn)行的過程中，不能缺少的一種器械設(shè)備，它直接影響著發(fā)電廠能否正常運(yùn)行。汽輪機(jī)在工作的過程中，利用沖動作用運(yùn)轉(zhuǎn)，將熱能逐漸轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它屬于旋轉(zhuǎn)器械設(shè)備的一種。如果按照總體結(jié)構(gòu)劃分，可以將它分成兩個部分，第一部分是轉(zhuǎn)動部分，這個部分包括的零件比較多，像是主軸等，第二部分是靜止部分同樣包括的零件也比較多，例如，氣缸、軸承等。不管是第一部分，還是第二部分，對于汽輪機(jī)而言都是確保它能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。沖動作用的原理是讓蒸汽噴嘴中產(chǎn)生的大量蒸汽，在運(yùn)行過程中，經(jīng)過葉氣道的時候，改變其運(yùn)行方向，促使它可以直接作用在汽輪機(jī)的葉片上，保障葉輪的正常轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)將熱能變成機(jī)械動能的目的[1]。

在劃分汽輪機(jī)種類時，可以按照不同的劃分機(jī)制分成不同的種類。如果按照工作原理的原則劃分，可以把汽輪機(jī)分成兩種不同的種類，一種是反動式汽輪機(jī)，另一種是沖動式汽輪機(jī)；如果按照機(jī)構(gòu)的原則劃分，可以將汽輪機(jī)分成兩種，一種是多級汽輪機(jī)，另一種是單機(jī)汽輪機(jī)；如果按照熱力特性的原則劃分，那么可以將汽輪機(jī)劃分成多種，例如，抽汽式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)等。在發(fā)電廠中，人們可以常?？吹礁鞣N汽輪機(jī)，而這些汽輪機(jī)幾乎都是凝汽式汽輪機(jī)，這種類型的汽輪機(jī)也是使用范圍最廣泛的一種。凝汽式汽輪機(jī)的是主要構(gòu)成部分是循環(huán)水泵、抽氣器等。為了保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，要重視各種凝器設(shè)備，對于汽輪機(jī)而言，這些凝器設(shè)備起到輔助的作用。凝汽式汽輪機(jī)工作流程是當(dāng)排出的氣體遇到冷氣后，會快速凝結(jié)成水，以致于氣體的體積漸漸下降，將原本的封閉空間轉(zhuǎn)變成真空空間，進(jìn)而使氣壓逐漸下降，提高蒸汽的理想焓降，隨之設(shè)備設(shè)施的熱能效率也會逐漸提升。凝汽式汽輪機(jī)產(chǎn)生的排氣壓力也會直接影響到它的正常運(yùn)行，有一些因素也會影響到排氣壓力，例如，冷卻倍率等，它可以產(chǎn)生比較高的真空度，但是同樣會使循環(huán)水泵在正常運(yùn)行中，增加功耗和投入資金的金額。

2 汽輪機(jī)正常運(yùn)行中存在的缺陷

有很多因素都會直接影響到汽輪機(jī)這種器械的經(jīng)濟(jì)性能，其中最主要的因素包括汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)方面、制作方面等。如果可以科學(xué)合理地設(shè)計(jì)汽輪機(jī)，優(yōu)化制造及安裝等環(huán)節(jié)，那么就能最大化提升汽輪機(jī)的工作效率。

2.1 汽輪機(jī)配配氣方式上存在缺陷

汽輪機(jī)運(yùn)用的配氣方式比較多，然而在日常生活被廣泛使用的是復(fù)合式配氣方式。因?yàn)楸黄啓C(jī)工作載荷影響，每個階段汽輪機(jī)配氣方式都有所不同。一般情況下，會將其分成兩個階段，第一階段為當(dāng)汽輪機(jī)處于高負(fù)荷的狀態(tài)下，如果想確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，那么通常都會運(yùn)用順序閥的方法；第二階段為當(dāng)汽輪機(jī)處于較低負(fù)荷的載荷狀態(tài)下，如果想確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，那么通常都會運(yùn)用單閥的方法。這兩個階段載荷方式各不相同，但是兩個階段都可以得到較好的運(yùn)用。在低負(fù)荷的階段，汽輪機(jī)會消耗一些節(jié)流，使用效率逐步降低，進(jìn)而影響到發(fā)電廠自身的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 汽輪機(jī)在啟停階段存在缺陷

汽輪機(jī)啟停階段指的是轉(zhuǎn)子應(yīng)力變化產(chǎn)生作用，一般來說，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，汽輪機(jī)自身的內(nèi)部將會存在溫度場，這個溫度場會產(chǎn)生比較規(guī)則的動蕩，而影響它產(chǎn)生動蕩的主要原因就是汽輪機(jī)的開啟和停止。另外，轉(zhuǎn)子的表面會存在較多蒸汽，這些蒸汽會直接影響到轉(zhuǎn)子蒸汽參數(shù)，有時會出現(xiàn)參數(shù)上升現(xiàn)象，有時會出現(xiàn)參數(shù)下降現(xiàn)象。這是由于轉(zhuǎn)子的開啟和停止，導(dǎo)致無法保證轉(zhuǎn)子工作環(huán)境的穩(wěn)定性，偶爾會存在高溫環(huán)境下，因此，在設(shè)計(jì)汽輪機(jī)參數(shù)時，要確保參數(shù)的準(zhǔn)確性，要不然就會直接影響到汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，甚至是阻礙它的正常工作。需要注意的是，當(dāng)汽輪機(jī)處于啟停階段時，它自身會消耗大量的電流，這一問題會減少汽輪機(jī)的使用時間[2]。

2.3 汽輪機(jī)機(jī)組能力存在缺陷

導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)能耗問題的原因比較多，其中十分重要的一個因素就是因?yàn)樗臍忾y。汽輪機(jī)氣閥的種類比較多，方式的不同導(dǎo)致氣閥的分類方法也不同。一般來說，可以將汽輪機(jī)的氣閥分成兩種，一種是順序閥調(diào)節(jié)，另一種是單閥調(diào)節(jié)。順序閥的使用范圍限制因素較多，當(dāng)氣閥壓力較小的時候，才可以運(yùn)用這種氣閥，若是氣閥壓力相對比較大的時候，依舊使用順序閥，那么將會使噴嘴及外缸出現(xiàn)變形的問題，甚至?xí)?yán)重影響到汽輪機(jī)的密封性，還會增加汽輪機(jī)的能源消耗數(shù)量，阻礙汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。影響單閥調(diào)節(jié)的主要因素是汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)，而影響順序閥的主要原因是噴嘴。

3 電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行完善措施

3.1 完善汽輪機(jī)配氣方式

現(xiàn)階段，絕大部分汽輪機(jī)運(yùn)用的配氣方式都是傳統(tǒng)式，這種傳統(tǒng)式配氣方式功耗比較大，并且只能在低負(fù)荷的情況下使用，如果在高負(fù)荷中運(yùn)用這種配氣方式，就會直接影響到汽輪機(jī)的使用時間。想解決這個問題的話，就可以運(yùn)用性能比較好的三閥式配氣方式，這種配氣方式一方面可以降低功耗，另一方面還可以最大化提升轉(zhuǎn)換的效率，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的穩(wěn)步提升。三閥式配氣方式具有一些優(yōu)點(diǎn)，例如，流通能力比較好、在調(diào)節(jié)級別上沒有較高的要求，因此可以達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。

3.2 優(yōu)化汽輪機(jī)啟停方面

如今，大部分日常使用的汽輪機(jī)都是600MW，這種汽輪機(jī)的啟動方式為一起使用高中壓氣缸，實(shí)現(xiàn)啟動的目標(biāo)。下面詳細(xì)介紹一些汽輪機(jī)的啟動過程：在點(diǎn)著鍋爐前，相關(guān)工作者要認(rèn)真做好準(zhǔn)備工作，其中包含全面系統(tǒng)的檢查和測試潤滑系統(tǒng)，保證潤滑系統(tǒng)的密閉性，掌握潤滑油的含量，確保它的含量不低于最低頁面，還包括凝汽器通循環(huán)水[3]。鍋爐在運(yùn)行時，如果發(fā)現(xiàn)鍋爐的壓力強(qiáng)度及溫度有了明顯的提升，那么相關(guān)工作者就要及時開啟備用旁路。在高中壓缸實(shí)際啟動過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)溫度升高的現(xiàn)象，當(dāng)溫度升高到額定溫度時，就會減少汽輪機(jī)的使用時間，為了控制好這一現(xiàn)象，避免降低汽輪機(jī)使用壽命，那么就要采取各種優(yōu)化措施：首先，在實(shí)際啟動時，要設(shè)定合理的熱蒸汽壓力，通常情況下不超過零點(diǎn)五兆帕；其次，要確保汽輪機(jī)高壓缸排氣通風(fēng)門一直處于敞開狀態(tài)下；最后，要盡量增加汽輪機(jī)高壓缸的通流量。這些措施可以解決汽輪機(jī)高壓缸排氣溫度上升的問題，促使汽輪機(jī)正常運(yùn)行。當(dāng)汽輪機(jī)停止工作時，它的大部分零件都會逐漸從工作狀態(tài)變成非工作狀態(tài)，也可以這樣說，從動態(tài)變?yōu)殪o態(tài)。汽輪機(jī)進(jìn)氣數(shù)量也會漸漸由高峰下降到零，一些主要的進(jìn)氣門會自己關(guān)閉。氣缸另外的一些部分也會由工作時的溫度漸漸降低。一般會將汽輪機(jī)劃分成兩類，第一類是滑動參數(shù)汽輪機(jī)，第二類是額定參數(shù)汽輪機(jī)。通常情況下，相關(guān)工作者都會使用第一類汽輪機(jī)，它有較多優(yōu)點(diǎn)，在使用這類汽輪機(jī)時可以大大降低熱量，提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，并且還可以利用鍋爐具備的預(yù)熱功能實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的，提升使用率。

3.3 加大汽輪機(jī)資金投入力度，積極研發(fā)汽輪機(jī)

除了汽輪機(jī)設(shè)備已有問題，對于絕大多數(shù)發(fā)電廠來說，缺少資金問題也十分嚴(yán)重，為了推動發(fā)電廠的發(fā)展，相關(guān)單位就要積極投入大量資金，幫助發(fā)電廠引入先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施、新穎汽輪機(jī)技術(shù)以及合理科學(xué)的汽輪機(jī)檢修制度等，還可以分出一部分資金用以培養(yǎng)工作人員，提升他們的實(shí)際操作能力，幫助他們建立職業(yè)素養(yǎng)，促使發(fā)電廠工作效率逐步提升。如果想建立生產(chǎn)體系，那么就要意識到資金是建立基礎(chǔ)。加強(qiáng)對資金的投入，一方面可以優(yōu)化汽輪機(jī)的各個方面，促使生產(chǎn)電力資源的效率越來越高，另一方面對于汽輪機(jī)而言，這是一次整體化的優(yōu)化[4]。另外，我國科技水平快速提升，相關(guān)工作者要重視研發(fā)和探索汽輪機(jī)的核心技術(shù)，在資金和科學(xué)水平的保障下，實(shí)現(xiàn)提升汽輪機(jī)運(yùn)行效率等目的，將更優(yōu)質(zhì)的汽輪機(jī)運(yùn)用到發(fā)電廠中，解決汽輪機(jī)使用過程中存在的各種問題，為發(fā)電廠生產(chǎn)電力資源提供保障。譬如，火力發(fā)電廠在運(yùn)用汽輪機(jī)的過程中，可以充分利用靜態(tài)可控硅勵磁系統(tǒng)。如果火力發(fā)電廠想在政府部門倡導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低能源消耗、提高生產(chǎn)量的目的，那么就要不斷對汽輪機(jī)的性能和能耗等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，了解和掌握汽輪機(jī)性能、能耗等方面的情況。對汽輪機(jī)的各個方面進(jìn)行不斷地優(yōu)化和改進(jìn)，確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，降低汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的耗能，減少排出污染氣體的數(shù)量[5]。

3.4 運(yùn)用海水冷卻塔的條件

首先，溫排水量會被限制。對待各個沿海發(fā)電廠，環(huán)保部門、海洋部門等各個部門對其提出更高的要求，限制這些發(fā)電廠的溫排水量，故此無法運(yùn)用直流取排水系統(tǒng)，相關(guān)單位開始考慮運(yùn)用海水冷卻塔。其次，選擇更優(yōu)的冷卻水系統(tǒng)方法，一些沿海工程會受到地形、水位等條件的影響，采用直流取排水方案十分困難，工程花費(fèi)金額也比較高，故此可以考慮運(yùn)用海水冷卻塔方法。最后，排煙塔具有防腐功能，可以憑借這一功能。如果沿海地區(qū)發(fā)電廠決定運(yùn)用排煙塔時，可以考慮運(yùn)用海水塔方案。因?yàn)榕艧熕昂Ｋ谑褂眠^程中，要強(qiáng)化防腐，把這兩者相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)一防兩用的目的，節(jié)省大量資金。另外，如果在環(huán)保政策角度考慮。海水塔方案需要的資金要高于直流系統(tǒng)方法，但是運(yùn)用海水塔方案可以滿足政府部門提出的環(huán)保要求，還可以滿足溫排水量限制，避免今后因溫排水量出現(xiàn)各種問題。

3.5 完善汽輪機(jī)管理及維護(hù)工作

為了確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，相關(guān)單位和工作者要定期對汽輪機(jī)進(jìn)行維護(hù)及管理。在啟動汽輪機(jī)之前，要認(rèn)真細(xì)致檢查所有設(shè)備和零件，降低發(fā)生事故的幾率，特別是要檢查一些高壓設(shè)備，確保它們可以正常運(yùn)行[6]。舉個例子，要定期對高壓管道進(jìn)行徹底清理，確保高壓管道的熱傳遞效率，在傳遞的過程中，還可以減少能量的損耗。另外，還要及時調(diào)整高壓加熱系統(tǒng)，使鍋爐設(shè)備給水溫度逐漸提升，重視對高壓加熱器的正常運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)，確保它在運(yùn)行的過程中，可以有適合的水位等。

4 結(jié)語

最近幾年以來，我國社會快速發(fā)展，人們對電力資源的需求量越來越大。電力行業(yè)在這種情況下，如果想推動自身的進(jìn)步，滿足人民群眾的用電需求，那么就要重視汽輪機(jī)的作用，優(yōu)化汽輪機(jī)配給方式等，提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，促使電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益越來越高，推動電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。