試論如何優化汽輪機的運行

摘要：隨著社會進步和我國電力行業結構的深刻變化，節能環保將成為我國重要的調整策略。受到“上大壓小”政策的鼓勵，火電行業迅速投入產業結構的建設，進一步優化汽輪機組的正常運行。大部分工作效率低、有污染的小火電機組停止運轉，這使國內新的火電設備層出不窮，縮短了更新換代的時間，提高了火電設備在市場需求。

關鍵詞：火力發電廠；汽輪機效率；優化運行

最近這幾年，我國的經濟蒸蒸日上，人們對社會電力需求也水漲船高。在我國，整體的電結構也在顯著地發生著變化，電網承載的晝夜峰谷差值不斷地在增大，這使火力發電廠中汽輪機組沒有選擇，就必須要進行電網的調峰工作。然而我國的汽輪機組都是大容量的，遵循負荷運行的標準進行設計的，但在頻繁的啟停和變負荷運行時，將會使汽輪機的熱經濟性和安全性出現問題，性能降低。所以，在能維護其安全性的前提下，怎樣優化如今火力發電廠汽輪機的運行，盡快實現既節能效率又高的目的，這已成了當今發電企業迫切解決的重點課題。

1.我國火力發電廠汽輪機運行現狀

我國最先應用火力發電廠汽輪機是在上世紀的50年代，隨后，各個汽輪機廠都加入了研制生產燃氣輪機的潮流中。但國家能源結構有了調整，天然氣供不應求，燃氣輪機的研制成了難題，漸漸地失去了市場。這幾年，由于國家能源戰略新的調整，燃氣輪機才又有了發展的機會，改革創新以市場換技術，日益促進汽輪機國產化。近年來，在運行機組日趨老化的形勢下時，大部分火力發電廠立即應用績效管理系統，定時檢查并維修，進一步精密設備的把脈率，強化故障診斷和劣化分析的能力；同時不斷提高對輔機、輸煤設備的管理水平，為了達到越來越高的節能減排標準，火力發電廠要完善設備維護技術，完全排除汽輪機機組“帶病運行”的狀況，及時清掃安全隱患。

2.優化火力發電廠汽輪機運行

2.1.優化給水泵

原有的定速給水泵運行依靠調節鍋爐給水閥門才得以正常工作，然而這種調節方式存在著缺陷，即機組在低負荷運行時，閥門的節流損失比其他調節方式大。而變速給水泵根據平移泵的特性曲線，變動轉速來實現節流損失的，這也正是變速給水泵的優點所在。與定速給水泵相比，變速給水泵的優勢顯而易見，其最大優勢是在低負荷工作時，使積水流量發生變化的方法不是利用給水調節閥，也有十分明顯的節能效果，與此同時，對于優化氣動泵組的經濟運行這種方式可以發揮有效作用。

2.2.優化回熱加熱器

回熱加熱器火電機組的正常工作在火力發電廠占據著及其重要的地位，與原有的系統相比最新系統效率更高。汽輪機如果被優化各級抽汽就會有能級的差異。正常情況下，要想改級抽汽返回汽輪機時做更多的功就必須提高抽汽的壓力，此時能級更高并且能力更強。回熱系統的好壞直接影響著抽汽做功的效率。其主要影響加熱爐的抽汽壓損、下端差和上端差的變化。正是由于新型的優化系統具有一個十分接近設計值正常范圍的端差，汽輪機才得以更加優化的運作。[1]

3.如何選擇滑、定壓的運行參數

依據熱力循環理論并經過實踐可以證明，為了有良好的經濟性，在正常負荷或較高負荷工作時，汽輪機組應采用定壓方式。其主要原因是：第一，致使整個汽輪機組都具有較高的運行效率的原因是機組的運行參數逼近設計值；第二，有較小的進汽節流損失和有大開度的主蒸汽調節閥。為實現最優化，必須選擇好定、滑壓的參數。為了能確定更為合理、經濟的運行曲線，可以對汽輪機不同主蒸汽參數進行詳細分析，以便為汽輪機最優工作方式提供依據。在實際實驗中，應在以下幾個方面著重作出努力：

第一，為了得到機組在任何范圍內的最優工作方式，在各種負荷狀況中，對滑壓參數和定壓參數開展經濟性的比較與分析；第二，于負荷轉折點上，處理好定滑定運行方式的最優選擇；第三，對應各負荷點高壓主汽調門的開度和主蒸汽壓力的各負荷點進行明確。

3.1.確定好汽輪機背壓

我們知道汽輪機的排汽壓力稱為背壓，對機組機組出力和熱損耗的影響最大的是背壓的變化，背壓變化對煤耗也有一定影響。循環水溫度、機組負荷和循環水流量決定了背壓參數值，一般在研究優化實驗中比較機組凈出力來確定背壓值和循環水泵耗能間的相互關系。在不同負荷下，通過調節凝汽器的背壓值，與此同時聯系循環水泵耗能改變量，并記錄增加的機組功率，以此明確最好的機組背壓值。

3.2.明確循環水泵的匹配方式

在凝汽器的嚴密性、冷卻面積和整潔度正常范圍的情況下，要得到一定負荷下的凝汽器壓力是由循環水的溫度和流量決定的。不同的循環水溫度導致不同的水流量，循環水泵的工作方式也由此決定。在實驗中，為了實現循環水泵的最優配置，應觀察循環水泵和葉片調并調節好各自的位置，測試好循環水泵的功耗和流量。

4.優化汽輪機運行的意義

4.1.環保在火電廠必須得到高度重視，為旁路拆除脫硫機組后，必須保證脫硫設備正常工作。并且經過改造機組汽輪機等離子、通流部分、鍋爐脫硝、低氮燃燒器等一系列重大項目，使機組耗能下降并提高安全環保水準。

4.2.汽輪機是火力發電廠所使用的最主要的機器，其運行溫度都在幾百攝氏度甚至更高，而燃氣輪機即以天然氣作為燃料的汽輪機正常運行溫度均在1000攝氏度以上。然而在高溫下，燃氣輪機葉片高速工作。所以，當務之急的任務是開發潔凈無塵、造價低廉、熱效率高的發電技術，今后高效潔凈無污染的能源系統的核心設備將用汽輪機代替。它勢必成為最科學的火力發電核心技術。[3]

5.結束語

為了更好地優化火力發電廠汽輪機的運行過程，我們應該把汽輪機運行的狀況和實際緊密結合起來分析，在有安全的保障下，以運行角度為根本點，這樣就可以使汽輪機在運行過程和參數上有針對地調整，不僅有利于增強汽輪機運行效率還能響應機組節能的策略，降低供電耗煤量。除此之外，汽輪機運行時的工況和精確的參數，使發電廠機組性能優化管理和在線監測成為了現實。

參考文獻：

[1]馬宏山.火力發電廠汽輪機的優化運行.科技傳播.2012年

[2]鄧甜甜.火力發電廠汽輪機的優化運行思考.科技創新導報.2013年

[3]欒友.淺談火力發電廠汽輪機的優化運行.黑龍江科技.2013年