集控運行汽輪機運行優(yōu)化措施分析

高 陽

（國能常州發(fā)電有限公司，江蘇 常州213000）

目前，部分電廠的集控運行汽輪機經(jīng)常會出現(xiàn)運行配汽問題、定速給水問題等，導致運行的穩(wěn)定性降低，應用效果不佳，難以滿足相應的工作要求、發(fā)展需求。因此，在電廠集控汽輪機運行管理的過程中，應結(jié)合問題的發(fā)生特點與具體狀況，針對性地進行優(yōu)化處理，保證所有汽輪機的良好、穩(wěn)定、全面運行。

1 集控運行汽輪機分析

1.1 構成特點

通常情況下，電廠集控運行汽輪機可以劃分成沖動式與反動式兩種類型。對于沖動式的設備而言，在運行的過程中會有很多蒸汽進入氣道部分，直接形成使葉片旋轉(zhuǎn)的推動作用，待蒸汽膨脹之后，會使得葉片的轉(zhuǎn)動速度加快，汽輪機設備整體的運行速度也會有所提升。而反動式的設備在運行期間會借助數(shù)量很多的蒸汽，在氣道的內(nèi)部形成葉片反作用，使得葉片加速旋轉(zhuǎn)，推動相關汽輪機設備的良好運作，其中氣道的蒸汽處于膨脹的狀態(tài)，氣流方向不斷發(fā)生變化，對于葉片的旋轉(zhuǎn)速度和汽輪機設備的整體運行速度會產(chǎn)生直接的影響。從汽輪機設備的構成特點來看，其屬于集散控制系統(tǒng)，利用微處理器設備創(chuàng)建全面分布類型的控制模式，其中的集散控制系統(tǒng)主要涉及分散類型與集中類型的控制模式。分散類型控制模式在應用的過程中可以強化系統(tǒng)每個部分，發(fā)揮各部分的作用價值，達到良好的分散性控制目的；集中控制模式則是將每個部分全面集中并且統(tǒng)一整合，增強管控的有效性。近年來，我國在技術發(fā)展的過程中，汽輪機的集散控制系統(tǒng)已經(jīng)開始向著自動化與智能化的方向邁進，控制性能有所提升，準確度開始提高，為系統(tǒng)的良好運作提供了有力支持。

1.2 運行原理分析

電廠集控運行方面的汽輪機設備原理涉及沖動、反動兩種作用形式，其中，沖動作用的運行原理可以使得設備形成大量的蒸汽，通過噴嘴部分受力，然后蒸汽進入氣道區(qū)域，形成很大的葉片沖動作用，使其快速旋轉(zhuǎn)，是將熱能轉(zhuǎn)變成為機械能的重要流程，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成能夠促使葉片旋轉(zhuǎn)的動能。反動作用的運行原理就是改變蒸汽的運行方向，使其快速地膨脹，對葉片旋轉(zhuǎn)起到反向推動的作用，增強汽輪機設備整體的運行效果、速率。

2 集控運行汽輪機運行的不足

2.1 密封水系統(tǒng)問題

當前，部分電廠集控在運行方面汽輪機運作經(jīng)常會出現(xiàn)密封水系統(tǒng)的問題。一方面，相關系統(tǒng)在運行的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)性能問題，引發(fā)水泵的供水與回水不足；另一方面，密封水系統(tǒng)的日常調(diào)整優(yōu)化缺乏科學性，難以按照汽輪機設備的運作特點和實際情況針對性使用控制措施，導致系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。

2.2 各個機組性能問題

計算機運行期間各個機組性能會直接影響到整體運行效果，當前，部分電廠的汽輪機機組經(jīng)常會出現(xiàn)性能問題。首先，循環(huán)水泵運作的過程中，經(jīng)常會有能量消耗過多和壓力不良的問題，運作的狀態(tài)不佳，無法起到循環(huán)水泵本身的作用。其次，給水泵設備機組在運作期間經(jīng)常會出現(xiàn)不能準確給水的現(xiàn)象，所設置的給水模式不良，導致最終消耗量過多，出現(xiàn)能源浪費的問題。最后，冷卻液系統(tǒng)運作的性能不合理，經(jīng)常會因為調(diào)節(jié)門開度過小，導致阻力值過高，不僅會威脅整體機組設備的良好運作，還會引發(fā)安全事故。

2.3 配汽形式不良

當前，部分電廠在集控運行中的汽輪機運行方面沒有設置較為完善的配汽形式，一味地使用單閥或是順序閥配汽機制，導致集控運行負荷過高，甚至會出現(xiàn)能源浪費和系統(tǒng)穩(wěn)定性的不足，嚴重威脅著整體系統(tǒng)的運行安全[1]。

2.4 啟停系統(tǒng)的運行不良

啟停系統(tǒng)主要就是汽輪機運行過程中的啟動系統(tǒng)與停止系統(tǒng)，目前，部分電廠在集控運行過程中汽輪機的啟停系統(tǒng)存在一定的不足之處，主要就是啟動過程中高壓缸設備出現(xiàn)排氣溫度過高的現(xiàn)象，難以使得壓力維持在合適狀態(tài)，甚至會引發(fā)啟動方面的故障。而停止系統(tǒng)在運行期間，經(jīng)常會因為沒有合理設置模式，發(fā)生能源損耗過多的現(xiàn)象以及停止過程中部件冷卻不足的問題，長此以往，很容易加快部件的老化速度，不利于對汽輪機運行穩(wěn)定性的維護[2]。

2.5 其他設備的綜合維護問題

汽輪機運行過程中的設備數(shù)量多、類型復雜，合理進行綜合維護具有重要意義。而目前部分電廠在集控運行期間沒有充分意識到其他各個設備綜合維護的重要性，缺少良好的維護模式、管理機制，無法及時發(fā)現(xiàn)設備運行穩(wěn)定性問題、性能問題、部件老化磨損問題、故障問題等，不能切實采用科學化手段，促使各個設備綜合性能的提升。

3 集控運行汽輪機運行的優(yōu)化措施

3.1 密封水系統(tǒng)的優(yōu)化措施

在汽輪機運行的過程中，密封水系統(tǒng)具有重要的作用，一旦密封水系統(tǒng)發(fā)生問題，將會影響整體設備的正常運作，甚至會埋下安全方面的隱患。因此，優(yōu)化管理工作的過程中，應重視密封水系統(tǒng)的調(diào)整，重點制訂完善的維護計劃方案，安排專門的負責人負責設備檢查和維護，分析了解密封水系統(tǒng)的情況，明確是否因為系統(tǒng)運行不良導致水泵無法正常性地供水與回水，做好相應的維護工作。與此同時，還需在維護的過程中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)密封性不良的現(xiàn)象，做出相應調(diào)整，從根本層面提高密封水系統(tǒng)應用質(zhì)量。并且積極借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，根據(jù)整體設備的運行特點和密封水系統(tǒng)的應用情況，完善相應的優(yōu)化改造計劃，利用有效的改造措施和優(yōu)化措施等，增強密封水系統(tǒng)運作的穩(wěn)定性[3]。

3.2 強化各個機組性能的改良

3.2.1 循環(huán)水泵性能的優(yōu)化

汽輪機設備機組負荷指標和冷卻水溫度指標處于恒定狀態(tài)，一旦循環(huán)水量出現(xiàn)改變，凝汽器設備的運行壓力也會出現(xiàn)變化，最終使得循環(huán)水泵的良好運作受到不利影響。一般情況下，循環(huán)水的流量數(shù)量不斷增大，凝汽器的壓力隨之降低，整體機組從出力方面有所提升，循環(huán)水泵運作的功能消耗量大幅度增多。在循環(huán)水流量增加到某種狀態(tài)之后，不僅會出現(xiàn)功能消耗量增多的現(xiàn)象，還會形成機組出力抵消作用。如果循環(huán)水的流量數(shù)量一直處在增多的狀態(tài)，凝汽器設備運作期間最高的壓力就屬于機組增加出力數(shù)據(jù)值和循環(huán)水泵功能消耗數(shù)據(jù)值相互之間的差異性；在此情況下，應重點關注凝汽器設備的運行情況，使其保持在良好的狀態(tài)，這樣才能維護循環(huán)水泵系統(tǒng)運作的性能，起到一定的性能優(yōu)化作用。

3.2.2 重點優(yōu)化給水泵的性能

當前，在給水泵方面，主要使用定速給水的形式，此類形式的應用具有一定的缺陷，很容易使得系統(tǒng)發(fā)生節(jié)流損失的現(xiàn)象。因此，電廠相關管理部門應重視對給水泵的優(yōu)化處理，按照平移泵曲線特點與相應的變動速度，準確進行給水運行方式的設計，盡可能設置變速類型的給水模式。與傳統(tǒng)的定速給水形式相比，變速模式的應用可應對傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制水流量的不足之處，降低給水泵系統(tǒng)運行期間的能源消耗量，在節(jié)能環(huán)保的同時增強設備運行性能[4]。

3.2.3 重點優(yōu)化冷卻液系統(tǒng)性能

冷卻液系統(tǒng)在實際運行的過程中經(jīng)常出現(xiàn)出水的流量控制問題與阻力不定的現(xiàn)象，發(fā)生問題的原因就是冷卻液系統(tǒng)中調(diào)節(jié)門開度較小，阻力比正常數(shù)值高，導致汽輪機設備整體運行期間的能源消耗量增多，甚至埋下諸多安全隱患問題。因此，在電廠設備的優(yōu)化改良工作中，應結(jié)合冷卻液系統(tǒng)的情況，準確調(diào)節(jié)水泵設備運轉(zhuǎn)速度，將調(diào)節(jié)門全部打開，嚴格進行流速的控制，減小揚程，預防產(chǎn)生能耗過多的問題或是安全隱患現(xiàn)象。

3.3 配汽形式的優(yōu)化改良

一般情況下，電廠集控運行過程中汽輪機配汽形式在一定程度上會影響設備的整體運行效果，科學化的改進和優(yōu)化能夠幫助電廠增強汽輪機運行的有效性。建議在優(yōu)化工作中，通過三閥配汽的形式轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的單閥或者順序閥配汽模式，減少集控運行方面的負荷，達到良好的節(jié)能目標。應用三閥配汽方式的過程中，應安排專業(yè)人員階段性進行閥門密封性能的檢查，如果發(fā)現(xiàn)有密封不足的現(xiàn)象應及時處置，避免因為閥門密封不良影響配汽效果。與此同時，還需注意在設置三閥配汽模式之前應全面檢查所有零部件的質(zhì)量，保證質(zhì)量符合標準要求的情況下，才能發(fā)揮其在設備改良系統(tǒng)優(yōu)化方面的重要價值[5]。

3.4 啟停系統(tǒng)的優(yōu)化改良

3.4.1 啟動系統(tǒng)的優(yōu)化

汽輪機設備運行的過程中，啟動系統(tǒng)涉及鍋爐點火環(huán)節(jié)、暖管環(huán)節(jié)、動轉(zhuǎn)子加快暖機設備運行速度環(huán)節(jié)、并列接帶負荷環(huán)節(jié)等。為增強啟動系統(tǒng)的優(yōu)化效果，應注意在鍋爐點火環(huán)節(jié)操作之前，全面、仔細地觀察檢驗凝汽器設備的循環(huán)水狀態(tài)、潤滑系統(tǒng)運行情況、盤車系統(tǒng)的運行情況等，保證符合要求之后點火，使得設備抽真空并送軸封，在鍋爐之內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)值、壓力數(shù)據(jù)值達到要求之后，實時性地針對旁路開啟。值得注意的是，高壓缸設備、中壓缸設備相互聯(lián)合啟動的過程中，其中的高壓缸設備如果排汽溫度比正常數(shù)值高，就應在啟動設備之前做好再熱蒸汽壓力最高數(shù)值的調(diào)整與設定，將其維持在0.5 MPa，便于在溫度過高的情況下及時將排汽逆止門打開，提升高壓缸設備領域的通流數(shù)量，確保排汽溫度的良好、準確調(diào)節(jié)。

3.4.2 停機系統(tǒng)的優(yōu)化處理

汽輪機停止運行的操作中，每個系統(tǒng)都會呈現(xiàn)出逐漸停止的狀態(tài)，進汽的數(shù)量會從開始降低直到降低為0時停止，主汽門也會隨之關閉，汽缸各個零部件冷卻。由于汽輪機設備所設置的參數(shù)不一致，停機形式也存在差異，涉及滑參數(shù)類型與額定參數(shù)類型兩種。其中的滑參數(shù)停機方式應用期間的綜合效益相對較高，除了能夠借助設備的余熱發(fā)電之外，還能增強熱能的應用效果，預防出現(xiàn)能源損耗的問題，同時還可以快速降低各個部件的溫度，便于執(zhí)行檢修工作和維護工作。因此，停機系統(tǒng)優(yōu)化的過程中建議積極運用滑參數(shù)的控制方式，完善其中的控制機制和體系，充分發(fā)揮優(yōu)化性措施的價值[6]。

汽輪機設備的啟停優(yōu)化工作領域中，還需重點關注整體系統(tǒng)的運行優(yōu)化處理，按照電廠集控運行的特點、負荷變化規(guī)律等，針對性借助定-滑-定的形式實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)整和優(yōu)化的目的，根據(jù)發(fā)電負荷的不同針對性地運用控制措施。例如，在發(fā)電負荷較高的情況下，重點使用能改善通流面積的噴嘴部件，增強調(diào)節(jié)工作的效果。在發(fā)電負荷較低的情況下，也可通過定壓調(diào)節(jié)的方式，使得鍋爐機組和設備可以正常運轉(zhuǎn)，汽輪機系統(tǒng)良好穩(wěn)定運行[7]。

3.5 各類設備的綜合性優(yōu)化

電廠集控系統(tǒng)實際運行的過程中，汽輪機運行所涉及的設備很多，整體系統(tǒng)是將多種設備相互組合而成的復雜結(jié)構，一旦某種設備發(fā)生了故障問題或者性能問題，將會影響到汽輪機的良好運作。因此，系統(tǒng)改良優(yōu)化的工作領域中，應重視對不同設備的綜合性優(yōu)化處理，從根源層面入手，增強汽輪機的運行效果。首先，安排專業(yè)的人員做好日常的電力機組設備檢查工作，明確是否存在壓力參數(shù)問題與其他參數(shù)的不足，嚴格調(diào)整參數(shù)的情況下，使得所有機組設備都能處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，降低故障問題發(fā)生率，延長使用的壽命。其次，重視對凝汽器設備的優(yōu)化處理，使得真空泵設備能夠穩(wěn)定高效率地運作。最后，完善各個設備的日常檢修維護責任制度內(nèi)容，明確每位工作人員在相應工作中的責任標準要求。一旦發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)運作期間出現(xiàn)了嚴重的性能問題或者故障問題，就要嚴格懲罰有關的負責人，借此增強每位人員維護系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的積極度。

除此之外，設備綜合優(yōu)化的過程中，應制訂完善的日常管理和維護工作計劃，要求管護組織機構的人員在汽輪機設備運行期間，通過全面與有效的檢查維護方式，及時了解和掌握機組運作設備使用的異?，F(xiàn)象，和維修人員相互溝通，盡快解決問題。并且在維護管理期間，還應預防設備老化現(xiàn)象與破損現(xiàn)象所引發(fā)的安全事故，檢查不同設備的零部件與密封元件，更換已經(jīng)老化損壞的部分，增強使用穩(wěn)定性的同時，預防出現(xiàn)安全問題和其他的風險[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，近年來，電廠集控運行的過程中汽輪機運行存有諸多不足之處，主要表現(xiàn)在啟停系統(tǒng)不良、配汽形式不佳等方面。為確保汽輪機的良好運行，電廠集控運行管理的過程中應對這些方面重點進行優(yōu)化處理，增強密封水系統(tǒng)的性能水平，保證各個機組的運行效果，提升啟停系統(tǒng)的使用有效性，采用綜合性優(yōu)化的方式進行各類設備的調(diào)整和改進，完善管理維護方案。