核電站汽輪機啟動過程的功能優化與探討

趙永春

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，人們對于能源的需求量越來越大。而核電站能夠為人們的生產生活提供大量的電能，所以逐步取得了發展。但是，隨著核電站單機容量的增加，其能否保持高效的發電狀態，還要取決于管理人員對汽輪機的控制。而就實際情況而言，汽輪機在啟動的過程中常常會發生較大的熱力狀態變化，進而對設備的穩定運行產生一定的影響。因此，該文從設備的預熱控制角度，對核電站汽輪機啟動過程的功能優化問題進行了探討。

關鍵詞：核電站 汽輪機 啟動過程 功能優化

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0181-01

汽輪機啟動的過程中，設備的各個部件始終會處于不穩定的加熱狀態下，進而對設備的壽命產生一定的影響。但是對核電站來說，汽輪機的穩定運行是為企業提供經濟和安全保障的重要條件。所以，對汽輪機的啟動過程進行研究，從而尋找一定的方法進行過程的優化，是核電站行業關注的話題。因此，本文對核電站汽輪機啟動過程及存在的問題進行了分析，從而對其過程的功能優化問題進行了探討，進而為促進核電站行業的發展提供參考建議。

1 核電站汽輪機的啟動過程及優化問題概述

1.1 汽輪機的啟動過程

核電站汽輪機在啟動的過程中，會完成從盤車狀態到額定轉速狀態的轉變。而其啟動的過程，主要是由相應的程序來進行控制的，并輔助以人為的判斷來完成。具體來說，汽輪機啟動的過程會經歷三個過程。其中，在第一階段，汽輪機的高壓閥組會進行預熱。而在這一個過程中，高壓閥組殼體溫度將高于220 ℃，高壓缸的進氣短管溫度會達到60 ℃。在第二階段，沖轉汽輪機的轉速將達到1100 rpm，從而使設備溫度持續升高。而到了最后一個階段，沖轉汽輪機的轉速將達到3000 rpm，汽水分離再熱系統的閥門也會再度開啟，進而使設備持續升溫。總之，汽輪機啟動的過程，完成了暖閥到暖機等各個設備的啟動。

1.2 汽輪機在啟動過程中的功能優化問題

從汽輪機的啟動過程可以看出，在這一過程中，汽輪機會產生相應的熱應力，而汽輪機則會對自身的熱應力進行控制。但是，由于啟動的過程會使設備處于較大的溫度變化的狀態下，所以會使設備的部件遭受一定的熱沖擊，進而導致部件壽命的縮短。所以，為了使設備的使用壽命有所保障，就應該對設備啟動過程中的功能進行優化，進而更好的進行設備溫度變化率的控制，從而使汽輪機的熱應力始終處于最好的狀態下。而就目前來看，當金屬溫度和設備產生的蒸汽溫度相一致時，金屬部件受到的熱沖擊最小[1]。所以，想要進行汽輪機啟動過程的功能優化，只能通過調整沖轉參數的初負荷值來進行。另外，在設備從第二階段轉向第三階段的過程中，設備操作員需要對臨界條件進行判斷。而在人員操作失誤的情況下，汽輪機提前啟動第三階段的程序，進而導致設備部件溫度在極短的時間內升高，從而導致汽輪機壽命的縮短。所以，進行設備程序的改進，避免人為失誤帶來的問題，也可以進行汽輪機啟動過程的功能優化。

2 汽輪機啟動過程的功能優化措施的探討

2.1 調整設備參數

通過調整設備參數，可以很好的進行設備預熱速率的控制，進而優化汽輪機啟動過程的功能。一方面，在第一階段，一旦汽輪機啟動了自動控制程序，即使預熱超出了原本的預熱速率設定值，操作人員也難以進行設備的控制。而通過設置設備的缸溫參數上限值，可以使自動控制程序在設備溫度超過上限值時自動關閉，并實現操作人員的手動控制，進而進行設備預熱速率的控制。另一方面，在設備運行的第二階段，低汽輪機轉速接近1100 rpm時，為了使設備得以充分預熱，操作人員可以在時間參數上進行設置。比如當轉速達到1100 rpm時，設備需要在該狀態下運行10 min，然后再進入第三階段[2]。而這樣一來，就可以使設備部件溫度的預熱速率得到有效的控制，進而減少熱應力對設備部件的損傷。因此，通過調整設備參數，可以有效進行汽輪機啟動過程的功能優化。

2.2 改進設備控制程序

為了避免人為失誤的產生，應該對設備的控制程序進行改進，進而進行汽輪機啟動過程的功能優化。一方面，在設備運行的第一階段，可以增加程序進行設備預熱速率的控制[3]。具體來說，就是一旦設備的預熱速率超過原本的設定值，自動控制程序就能根據改進的程序進行預熱閥門的工作狀態的控制，進而降低設備的預熱速率。另一方面，在設備運行的第二階段，可以在設備轉速到達1100 rpm之前，設定程序使設備提前進入到預熱狀態，進而避免人員直接使設備進入到第三階段。具體來說，就是當設備沖轉轉速達到1150 rpm時，自控程序就使汽輪機進入到10 min的預熱狀態中，從而使設備得到充分的預熱，進而保證汽輪機的穩定運行。總之，通過改進設備的控制程序，可以使汽輪機啟動過程的功能得到進一步的優化。

3 結論

在汽輪機啟動的過程中，加熱狀態的急速變化會縮短設備的壽命。所以，想要使核電站汽輪機能夠穩定的運行，就要做好設備啟動過程的功能優化。而從本文的研究來看，在汽輪機啟動的過程中，可以通過調整參數和改進控制程序等方式進行汽輪機的預熱速率的控制，進而使汽輪機啟動過程的功能得以優化，進而保證汽輪機的穩定運行。因此，該文對核電站汽輪機啟動過程的功能優化問題進行的探討，對于促進核電站行業的發展有著一定的意義。

參考文獻

[1] 白小虎，王永濤，趙紅君.600 MW機組汽輪機自啟動系統的分析與探討[J].河南電力，2012，1（1）：57-60.

[2] 丁陽俊.汽輪機啟動過程優化研究[D].浙江大學，2013.

[3] 張德坤，孫瑛璠.200MW汽輪機組啟動過程中的幾個問題[J].電站系統工程，2011，5（27）：68-69.