发电厂汽轮机组运行效率的优化策略研究

发电厂汽轮机组运行效率的优化策略研究

何俊敏

国能（福州）热电有限公司 福建省福州市福清市 350300

摘要：火电厂汽轮机的正常稳定运转对电力行业可持续发展具有重要影响，要想在当下激烈的市场竞争环境中站稳脚步，必须全面提高生产质量，建立以节能减排、保护环境为理念的思路，从而不断提高我国火电厂汽轮机的运行效率，推动行业实现可持续发展。

关键词：发电厂；汽轮机组；存在问题；优化策略

引言

在对发电厂汽轮机组系统运行效率提升的优化方面，应该从系统运行方式的优化、凝结器问题的解决、主汽压力问题的解决、疏水系统问题的解决方面入手，尽可能高效地解决系统运行难度大的问题，确保发电厂汽轮机组系统运行的安全性和稳定性，优化发电厂汽轮机组系统运行的效率，这对推动我国电力产业的发展，促进电力产业获取更多的经济效益等具有非常重要的意义。

1火电厂汽轮机的运行原理

火电厂中的汽轮机重点负责将蒸汽提供给整体发电系统，即转化热能为机械能的一种运行原理。具体来讲，汽轮机结合锅炉对燃料进行燃烧以及加热水的同时可以使蒸汽形成。如此一来，燃料的化学能迅速地向热能转化，结合高温蒸汽形成的压力影响下，汽轮机的不间断旋转实现，最后通过汽轮机的带动作用下，发电机旋转，从而可以转变机械能为电能。因为汽轮机属于旋转机械的一种，所以其需要结合蒸汽向热能转化而实现发电目的。而汽轮机的冲动作用原理与反动作原理有助于转化能量。其中，汽轮机的冲动作用原理即由喷嘴流出汽轮机中的蒸汽，然后经由动叶汽道时蒸汽运动方向出现改变，从而对叶片形成冲击性，最终促使叶轮选择形成机械功；汽轮机的反动作原理即汽轮机在运行时内部蒸汽向叶片位置运行，推动汽道中形成膨胀，叶流对叶片做功，形成反作用力，进而使叶轮旋转。

2发电厂汽轮机组运行系统中存在的问题分析

在发电厂运行过程中主要的影响设备就是汽轮机组，汽轮机组需要能量做支持和推动，所以对发电厂汽轮机组的运行效率进行优化，会使整个发电厂的运行效率和质量得到有效地提升。发电厂汽轮机组的运行在系统结构构成方面比较复杂，在实际的运行过程中可能产生的影响因素也很多，这在很大程度上对发电厂汽轮机组的运行效率产生了不良的影响，也是运行效率难以提升的重要因素之一。在发电厂汽轮机组的组成当中，机组的性能、轴封辅助系统以及疏水系统等等与运行效率有直接的关系，但是在具体的运用过程中还存在一定的问题，尤其是在能量的消耗、资源的损失等方面产生了非常大的影响，以下对这些问题进行具体分析：T发电厂汽轮机组本身存在的问题分析。在发电厂汽轮机组系统的运行过程中，最常见的问题是高压缸的排气量与相关设计并不符合，实际运行中出现了数值偏高的情况，这样就会导致系统在运行过程中消耗出去大量的能量，进而影响到高压缸的工作效率，导致整个系统的运行效率和质量受到不良的影响。同时，系统本身在运行过程中还存在着运行效率低的问题，而这抓哟是因为汽轮机的气密间隙空间比较大，气密性的效果会受到一定的影响，发电厂的汽轮在这个过程中出现较为严重的漏气问题，也会增加能量的消耗和损失，而当实际运行过程中机械设备负荷较高，就会导致机组运行的稳定以及效率受到影响。疏水系统存在的问题分析。发电厂汽轮机组自身的构建十分的复杂，这就在很大程度上增加大了系统控制的难度，导致系统在管理方面难点重重。输水管道的阀门在整个发电厂汽轮机组疏水系统当中具有非常重要的作用，但是疏水管道很容易出现泄露，所以在系统运行中蒸汽高温不断地提升凝汽器就会出现泄露的情况，这样不仅能够有效地节约资源，提高资源的利用效率，还会导致系统在运行过程中导致凝汽器的负荷不断地加重，导致凝汽器的性能受到不良的影响。在疏水系统的运行过程中，扩容器和疏水集管之间会存在较大的差异，这样就会导致连接管发生破裂的情况。

3发电厂汽轮机组运行效率提升的策略分析

3.1制定合理规划

为了更好地促进火电汽轮机优化工作的顺利进行，需要在优化之前制定相关规划，要求设计人员和管理人员考虑各方面的因素影响，将汽轮机优化流程中各个方面进行有效的控制，充分考虑到改造生产中一些机组逻辑优化问题，降低改造的整体成本，进而提升整体效果和质量，为后期运行以及维护打下良好的基础。同时，需要了解火电企业的主要侧重点，明确测点布置和选型方面的问题，结合多种控制条件与设计要求进行优化，从而提升汽轮运行的稳定性。

3.2汽轮机优化方向

1. 锅炉改造。锅炉是火电厂汽轮机优化过程中重要的组成部分，锅炉运行过程中，通过燃烧燃料产生热量，热能通过汽轮机会转化为动能。如燃烧部分和热能传递部分，通过热能动力工程可以提升热能的转换效率，在此过程中，可以为锅炉配置计算机设备、感应装置等，以此实现自动化控制，发挥该技术在锅炉应用中的效果。锅炉改造包括燃烧控制器、比例阀、PLC温度控制系统，实际应用中需要对现场电信号与炉内温度进行对比，通过运用数学的计算方式，提高温度转换的效率和控制的效率。转化连接系统通过对温度的测量，实现对锅炉温度的控制，但会出现一定的偏差，因此，必须应用流化床燃烧技术，以此克服传统煤炉燃烧的问题，减少了发电对环境的污染，在绿色可持续发展中有着重要的推广意义。（2）动力传输系统改造。汽轮机是火电力企业在电力生产过程中较为重要的系统，电厂在实际工作中对汽轮机本体的优化与改善空间相对来说比较小，主要是由于其工作原理、结构和热力性能已经非常成熟。例如，从运行工作控制角度来说，配备监控（SIS）系统对大容量机组实时进行监控,根据机组长期运行所获得的历史数据结合等效焓降原理，计算出加热器端口差值以及耗能差值，从而使操作流程规范化，提升机组效率、减少能源消耗的效果。（3）汽轮机十字头设计。如汽轮机在运行中出现高调门阀杆与十字头连接不当的问题，圆柱销会因负荷变化冲击而断裂，导致阀杆下沉损伤螺扣，且当螺扣完全损坏后，高调门门杆彻底掉下，此调门就为关闭状态失去作用。基于此需要对进行汽轮机十字头设计，十字头需要按补充加工图严格执行，要求提升螺母上端（左端）与十字头内孔上端设计有3mm间隙，且在加工后需要依次装入垫环、提升螺母，园柱销、螺塞等，其中提升螺母需要与十字头的配合为动配合，而园柱销要求到旋不动为止，阀杆上端与垫环顶死，提升螺母上端与十字头间隙仍为3mm。同时，需要提升螺母上端始终不会与十字头接触，然后旋入阀杆，当阀门关闭时，作用力会传导至垫片，防止汽轮机受到冲击力的影响。（4）协调控制优化。协调控制能够实现给水流量与主汽流量和机组负荷之间的平衡，将燃料和给水比例的大小调整到适当范围，实现对风量、燃料量和给水流量等要素的控制，在满足汽轮机负荷工作需求的基础上，使直流锅炉所产生的热量与超临界汽轮机消耗的热量形成稳定的平衡关系。同时需要进一步提高受热面的承受压力来提升工质的换热性能，可借助机组调节功能和快速反应的特点实现协调控制，从而保障各项主要参数得到合理调整。

结束语

综上所述，根据当前火电厂汽轮机运行存在的问题，需要定期检查汽轮机、改进与完善汽轮机真空系统、优化抽汽回热系统以及解决汽轮机存在的大轴受压变形问题，并且提高工作者的素质和技能。尽管当前我国经济迅速发展，可是依旧面临严峻的能源与环境问题。只有实现火电厂汽轮机运行效率的提升，降低汽轮机的故障率，助力减少环境恶化问题，节省能源，从而推动社会的健康与稳定发展。

参考文献

[1]刘超.发电厂汽轮机组运行效率的优化浅析[J].环球市场,2019(1):158.

[2]史际峰.发电厂汽轮机组运行效率的优化[J].中国科技投资,2019(28):87.

[3]于士奎.发电厂汽轮机组运行效率的优化[J].数字通信世界,2015(11):217-217.