火電廠汽輪機的優化運行策略探討

張宏博

摘要：火電廠生產中的關鍵部件就是汽輪機，他可以把水蒸汽熱能轉化成機械能，為火力發電進行準備，但是汽輪機是一個易損件，經常會出現故障影響發電。本文就這一問題展開討論，為火電廠的汽輪機優化獻言獻策。

關鍵詞：火電廠;汽輪機;運行優化

1 火電廠汽輪機工作原理

在火電廠中最關鍵的部件就是汽輪機，并且它消耗的能量最大。因此為了提高發電量，就要對汽輪機進行更新換代。在這里先介紹一下汽輪機的內部結構。

現在全國的火電廠基本都使用的旋轉式的汽輪機，這種設備是通過一些機械裝置，把水蒸汽熱能轉化成機械能。因為這種機械裝置在運行中會產生很多種能量轉化。汽輪機因為內部結構不同可以分成好幾個種類，對汽輪機的劃分是這樣的：分為單級汽輪機和多級汽輪機。

多級汽輪機還可以細分為速度級、沖動級和反動級三種，這種劃分是根據熱能轉換為機械能的形式劃分的。速度級是有兩排葉子，在噴嘴處蒸汽膨脹然后就產生了動能，沖動級也是一種利用水蒸汽熱能轉化成機械能的一種汽輪機，反動式汽輪機也是在結構上略有不同，其作用也是適用于火力發電的。

在觀察了汽輪機內部結構以后，我們看到雙列速度級的做功量相當于6-8個反動級，相當于3-4個沖動級，目前雙列速度級有點問題所以退出了使用，現在一般就用一個速度級。

2 火力發電廠汽輪機運行狀況

通過這些描述大家比較細致的了解了汽輪機的內部結構，而且我們也看到汽輪機設計的目的是為了節能和衡量的轉換，所以火力發電廠在安裝汽輪機的時候都要小心謹慎，生怕設備砸在自己手里。

大家知道火力發電機組經常會出現一些狀況，現在火力發電還有很多不盡如人意的地方，這些問題都會影響到火力發電的效率。在這里我們研究一下汽輪機所存在的一些問題，汽輪機在發電的時候有一個額定的指標，在實際工作中如果超過了這個額定指標，汽輪機就會出現技術故障，一般會表現為汽輪機內部產生回水，散熱也會出現狀況，發生這樣的情況就會影響到電廠發電。

要是汽輪機內部回水出現錯誤，如果密封不嚴就會產生泄露，會影響到加熱水從旁路涌出來，所以就會影響機組的正常運營。還有的時候會影響到加熱器的上面出現高壓現象。這樣的話就會降低汽輪機內部的水溫，受此影響會造成本機的汽量驟減，上一級的汽量增加。還有的時候會出現汽輪機的加熱段下面增加，這樣的話會出現和剛才正好不一樣的現象。要解決這個故障如果直接斷電就可能把汽輪機整費了，發生這樣的問題是因為水泵上水的溫度和正常的不一樣造成的。如果不解決掉這個錯誤，就會形成內部水源在循環時水溫偏低，那么就會影響到發電。

另外汽輪機還會出現旁路泄露現象，如果問題可以隨時被發現然后得到妥善處理，這樣就不會產生大的事故。如果熱水泄露很多就要停機檢修那樣就會影響發電，現在為了可以快速的給汽輪機換水，就要用水泵來抽水。但是水泵也經常出故障，那樣的話抽出來的水就倒灌進汽輪機內部，這樣的話這個汽輪機組就要癱瘓了。

3 火力發電廠汽輪機運行優化策略

上文筆者用了大段篇幅描述了汽輪機在工作中出現的幾種故障，為了提高汽輪機的發電效率，那就要對汽輪機進行優化處理，來激發它的運行潛力。在以上的分析中大家也看出來了，汽輪機的內部加熱器容易出故障，給水泵和冷凝器都容易引發故障。所以重點是對這三個部件進行優化改進，就可以有效的控制事故提高發電效率。下面咱們就分別給這三個關鍵部件進行升級。

3.1回熱加熱器優化方案

回熱加熱器正常的情況下，整個汽輪機組就可以進行工作了，對回熱加熱器的優化可以提高汽輪機的安全使用，汽輪機內部加熱器會出現故障，是因為汽輪機內部的抽氣系統有問題了，如果抽氣的壓力過高就會導致汽輪機要多做功，這時就要改變加熱器上端或者下端的壓力這樣就可以多做功，做功越多內部能級就高，所以通過控制汽輪機的兩端壓力就可以對其優化。

3.2給水泵優化

目前我廠采用了變頻電動給水泵。這是一種比較先進的水泵，它是在電動給水泵的基礎上加上了變頻功能改造而來的一種新型水泵，在實際生產中因為它的很多優點深受電廠歡迎。用這種水泵可以帶來很好的經濟利益，因為它可以保持液力耦合器不動，又實現變頻調速的作用，真是一舉兩得所以變頻調速是實現液力耦合器泵輪調速的最佳方式，而且可以節電20%以上這樣就符合了國家關于降低能耗20%的基本國策，為電力企業改革作出了貢獻，這種調速方法很值得推廣。

定速給水泵是汽輪機工作的基本方式，定速給水泵的工作要依靠鍋爐給水閥門來控制給水的速度，但如果在機組低谷的時候用這種方式調節，只會引起汽輪機的更大損失。

通過研究給水泵內部的結構，對水泵的轉速進行了優化，讓它可以很好地控制水流量，通過對水泵的優化就解決了問題，因為以前那種比較繁瑣的模式，通過優化不僅對給水泵有好處，還可以優化氣動泵。

3.3凝汽器真空抽氣系統的優化

凝汽器真空抽氣系統是整個火力發電系統跟汽輪機基本一樣重要的一個組成部分，它的正常運轉關系到整個機組的命運。如果出現真空抽氣系統漏汽，就會造成真空水泵抽氣系統不穩定工作，現在的結果構思是，把冷凝器內部改成真空狀態這樣的優化方案，又可以提高電廠的發電率。

3.4優化節能運行

要經常清理過鍋爐的臟東西，在每天的生產中工作人員要及時的清理鍋爐，要科學的清理鍋爐，定制一張表格定期的進行有規律的清理工作，科學的給出清理周期。這樣可以提高鍋爐的熱量，讓燃料可以充分燃燒這樣可以保障鍋爐安全、正常運轉。還要保證鍋爐汽壓的控制，鍋爐出事故大都是由汽壓引起的。汽壓過高會產生爆炸的危險，汽壓過低就會降低效率，浪費大量資源。

3.5空冷機組優化運行

在我國煤多水少的地區直接空冷機組很受歡迎，我廠也是采用了這種空冷機組，在使用過程中也有一些問題比如：背壓高、真空密封差、容易發生凍結等問題。如果嚴重的話會影響機組的安全運營。汽輪機的排汽直接用空氣來冷凝就是直接空冷，它的優點是設備少、系統簡單、占地小調節靈活。缺點是真空系統過大，泄漏點不好找，容易造成凝結水溶氧超標，受環境影響大。

4結束語

改革開放以來，我國經濟高速的發展，那么用電量也在逐年攀升。這樣的話就不得不提高產電輸變電的能力了，所以很多火力發電廠都在鼓足干勁奔小康，本文通過對火電廠的汽輪機的介紹，明白了汽輪機的保養和使用，可以幫助企業多發電。

參考文獻：

[1]閆水保，韋紅旗，徐治皋，等. 熱力系統動態優化模型[J]. 中國電機工程學報，2004，24（ 4） .

[2]丁大圣 .火電廠節能減排的必要性與對策分析[J ].煤炭技術 .2013.

（作者單位：國電懷安熱電有限公司）