火電廠汽輪機的優化運行策略分析

劉廣振

（國能（天津）大港發電廠有限公司，天津 300272）

隨著我國的不斷發展，各類建設對電的需求量正日益增長，因此就對火電廠運行提出了更高的要求。在火電廠供電運行過程中，汽輪機有著關鍵的作用，如汽輪機出現問題將會影響運行穩定性與供電安全穩定性，但由于傳統火電發電設備內部結構復雜，如不進行優化將會影響區域用電質量，因此必須結合實際情況進行改革，以此推動經濟發展建設。

1 火電廠汽輪機優化的意義

1.1 提供轉型發展保障

當前國家以及社會各部門對能火電廠的重視程度正在日益增加，在《電力“十四五”規劃》中，火電企業所能支配的發電機組比例從59%減少到54%，電力資源配置的客觀現實是逐漸底層化，只能把火電作為基礎性支撐的調峰保障。電力的生產和消費呈現新的時代特點，現受到電力行業內部體制改革的雙重壓迫，已出現力不從心的發展情況，電力供如不進行優化與改進，將會脫離可持續發展的浪潮，因此需要以可持續發展為原則，保證火電廠運行的穩定性。

1.2 滿足時代發展需求

現如今能源衰竭的問題正日益加重，內蒙古西部、寧夏、山東、浙江等省份地區其電量的成交數量達到且超出了20%，其原因是由于部分企業不顧高煤價產生的成本惡意低價賣出電力產品，致使電力市場一度失調，甚至部分企業出現了零利潤的情況。因此，在汽輪機優化中也需要以節能控制理論為前提，從整體上提高自身經濟效益，為后續發展建設做好鋪墊。

2 火電廠汽輪機的工作原理

火電是傳統的生產方式，也是當前我國最主要的能源產出形式，火電廠對技術要求非常高，整個運行過程中，需要各種設備相互配合，才能形成有效的運行，保證良好的供電用電質量。再經過一系列環形。同時,假設將鍋爐視為火電廠的基礎設備，那么，根據蒸汽能量與機械能的轉換值還可以劃分為速度級機、沖動級機和反動級汽輪機。三者的工作原理都是通過蒸汽在噴嘴處膨脹來運行的，需要對此加強關注力度。

表1 汽輪機原理

3 火電廠汽輪機優化運行的要點

3.1 增強資源利用率

火電廠是電力工業中比較重要的組成部分，承擔著我國絕大部分的電力生產建設，在當前能源革命新形勢下，火電企業汽輪機優化需要以此作為重要的戰略方針，進而使火電企業的經濟水平不斷提升。

3.2 減少生態環境污染

就近年的社會發展環境來看，在我國各大產業在發展過程中，節能環保是其追求的共同目標，尤其是在電廠鍋爐設備運行中，單我國能耗問題以及其污染問題相對于發達國家較為嚴重，因此在當前能源革命背景下創新發展十分必要。同時，在火電廠運行中，對于原材料的使用會直接采取外部能源供應，由于技術理念不成熟，會導致很多原材料浪費，而通過資源應用改革則可以大幅度降低對能源資源的需求量和使用量，實現運行集中管理，真正實現環保建設，凸顯出火力發電企業的市場優勢。

3.3 提高運行經濟效益

火電廠在運行過程中的能源消耗較高，且存在一定的危險性，其中包含裝置系統和能源消耗與應用等，一旦發生事故將會造成極大的經濟損失甚至是人員傷亡。要想保證火電企業的穩定運行，需要減少其在運行中外界干擾的程度，避免在企業發展運行過程中出現任何隱患問題，因此，為了有效減少運行所產生的風險，必須對汽輪機進行優化，進一步提高火電企業的經濟效益。

4 火電廠汽輪機優化運行的策略

4.1 制定合理規劃

為了更好地促進火電汽輪機優化工作的順利進行，需要在優化之前制定相關規劃，要求設計人員和管理人員考慮各方面的因素影響，將汽輪機優化流程中各個方面進行有效的控制，充分考慮到改造生產中一些機組邏輯優化問題，降低改造的整體成本，進而提升整體效果和質量，為后期運行以及維護打下良好的基礎。同時，需要了解火電企業的主要側重點，明確測點布置和選型方面的問題，結合多種控制條件與設計要求進行優化，從而提升汽輪運行的穩定性。

4.2 汽輪機優化方向

（1）鍋爐改造。鍋爐是火電廠汽輪機優化過程中重要的組成部分，鍋爐運行過程中，通過燃燒燃料產生熱量，熱能通過汽輪機會轉化為動能。如燃燒部分和熱能傳遞部分，通過熱能動力工程可以提升熱能的轉換效率，在此過程中，可以為鍋爐配置計算機設備、感應裝置等，以此實現自動化控制，發揮該技術在鍋爐應用中的效果。鍋爐改造包括燃燒控制器、比例閥、PLC溫度控制系統，實際應用中需要對現場電信號與爐內溫度進行對比，通過運用數學的計算方式，提高溫度轉換的效率和控制的效率。轉化連接系統通過對溫度的測量，實現對鍋爐溫度的控制，但會出現一定的偏差，因此，必須應用流化床燃燒技術，以此克服傳統煤爐燃燒的問題，減少了發電對環境的污染，在綠色可持續發展中有著重要的推廣意義。

（2）動力傳輸系統改造。汽輪機是火電力企業在電力生產過程中較為重要的系統，電廠在實際工作中對汽輪機本體的優化與改善空間相對來說比較小，主要是由于其工作原理、結構和熱力性能已經非常成熟。例如，從運行工作控制角度來說，配備監控（SIS）系統對大容量機組實時進行監控,根據機組長期運行所獲得的歷史數據結合等效焓降原理，計算出加熱器端口差值以及耗能差值，從而使操作流程規范化，提升機組效率、減少能源消耗的效果。

（3）汽輪機十字頭設計。如汽輪機在運行中出現高調門閥桿與十字頭連接不當的問題，圓柱銷會因負荷變化沖擊而斷裂，導致閥桿下沉損傷螺扣，且當螺扣完全損壞后，高調門門桿徹底掉下，此調門就為關閉狀態失去作用。基于此需要對進行汽輪機十字頭設計，十字頭需要按補充加工圖嚴格執行，要求提升螺母上端（左端）與十字頭內孔上端設計有3mm間隙，且在加工后需要依次裝入墊環、提升螺母，園柱銷、螺塞等，其中提升螺母需要與十字頭的配合為動配合，而園柱銷要求到旋不動為止，閥桿上端與墊環頂死，提升螺母上端與十字頭間隙仍為3mm。同時，需要提升螺母上端始終不會與十字頭接觸，然后旋入閥桿，當閥門關閉時，作用力會傳導至墊片，防止汽輪機受到沖擊力的影響。

（4）協調控制優化。協調控制能夠實現給水流量與主汽流量和機組負荷之間的平衡，將燃料和給水比例的大小調整到適當范圍，實現對風量、燃料量和給水流量等要素的控制，在滿足汽輪機負荷工作需求的基礎上，使直流鍋爐所產生的熱量與超臨界汽輪機消耗的熱量形成穩定的平衡關系。同時需要進一步提高受熱面的承受壓力來提升工質的換熱性能，可借助機組調節功能和快速反應的特點實現協調控制，從而保障各項主要參數得到合理調整。

4.3 優化運行的注意事項

在火電廠汽輪機優化前期，應當要求相關的管理人員與技術人員明確改造的目標，進而在優化過程中可以加強技術的指導和管理的控制工作，避免在優化過程中任務量增加的問題出現。在企業相關項目投入使用后，應當對技術、設備、供需、零件的優化做系統性的分析和論證，保證前期優化的安全性；最后，需要保證火力企業能源的利用率能夠得到有效提升，結合實際發展情況以及前期所制定的改造目標開展轉型發展工作。

5 結語

火電廠汽輪機的正常穩定運轉對電力行業可持續發展具有重要影響，要想在當下激烈的市場競爭環境中站穩腳步，必須全面提高生產質量，建立以節能減排、保護環境為理念的思路，從而不斷提高我國火電廠汽輪機的運行效率，推動行業實現可持續發展。