電廠集控運行中汽輪機運行優化措施

李兆龍

摘要：隨著電廠運行效率的不斷提升，對電廠管理也提出了更高的要求，為保證電廠經濟效益的最大化，工作人員越來越注重電廠的機控運行和機組的協調控制。電廠汽輪機實際運行狀況，對電廠發電能力具有直接影響。汽輪機運行質量及效率可直接影響到電力資源供應質量及效率，需采用更加先進的集控運行手段，對汽輪機運行狀態進行嚴格監控。汽輪機作為電廠的核心設備之一，其運行效率直接影響電廠的生產效率。根據汽輪機的組織結構及運行原理，分析電廠集控運行中汽輪機運行中存在的問題，并在配汽方式、啟停、機組能力以及密封水系統等方面提出優化改進措施。

關鍵詞：電廠集控;集控運行;汽輪機運行

引言

電能作為清潔能源之一，是我國能源結構中的重要構成部分，與人們的日常生活以及社會生產活動密切相關。近年來，隨著社會發展，電能需求量不斷增加，促使電廠不斷革新技術、改進設備，提升發電效率，以滿足社會用電需求。汽輪機自20世紀50年代應用于電廠以來，至今已有70余年的歷史，極大提升了電廠的運行效率。但是社會在不斷發展，技術也在不斷進步，隨著我國能源結構的優化調整，需要電廠要保持高效率的電能輸出，就必須要對汽輪機的運行進行優化，不斷提升汽輪機的運行狀態與效率，在降低能源的基礎上持續提升電廠發電量。

1電廠集控運行系統概述

目前火力發電廠的發電機組已經基本上實現了集控運行的管理目標，電廠在運行過程中所選擇的控制方式主要包括分級控制、綜合控制以及分散式控制3種方式。綜合控制方式也就是指電廠在運行過程中以通信系統為主，通過與集控系統進行有機結合建立出的全新管理模式;使用綜合控制方式，數據傳輸的效率更高，而且能夠保證數據傳輸的精準度，可以有效提高電廠運行和機組管理的效率;分級控制方式主要是指機組在運行時，每一個系統都要建立一個管理層不同的系統，管理層具備獨立性又具備獨立性，又具備相互聯系性，這樣就能夠對整個電廠進行有效的管理;使用分散式控制方式很容易受到系統運行的影響，導致機組出現故障，而且一旦出現故障，會對整個電廠的運行效率產生極大的影響。

2電廠集控運行中汽輪機問題

2.1汽輪機疏水系統問題

疏水系統是汽輪機內部重要組成部分，在實際運行期間經常會出現各類故障問題。具體來說，汽輪機疏水系統內部結構較為復雜，對綜合管理、維護工作要求更高。維護工作者無法在短時間內清理復雜的疏水系統，致使內部故障問題發生。同時，疏水系統的閥門處于長期運行狀態下，磨損較大，經常出現泄露情況。如果汽輪機內部水蒸氣泄漏，甚至擴散到凝汽裝置中，會使凝汽裝置出現異常變化，汽輪機整體運行效率降低。

2.2自動化水平較差

隨著技術水平的進一步發展，工業生產過程中融入了大量的自動化裝置，以此來提高工業生產的效率和質量。鍋爐汽輪機運行時自動化控制裝置應用效率很低，甚至很多鍋爐并沒有引進自控裝置，工作人員并不能完全掌握準確的數據信息，很難及時調整鍋爐的運行狀態，電機在運行時也會受到一定的限制，會進一步出現能源浪費的問題。

2.3過熱汽溫系統運行問題

當電廠集控運行時，其系統常常出現過熱汽溫控制系統不準確的現象，過熱汽溫系統在控制過程中，電廠在生產時其所運行的給水溫度、燃燒用的過量空氣、燃水比例等都會導致過熱汽溫系統受到影響或干擾。根據這一狀況，電廠集控運行技術的改進需要將以上所帶來的干擾現象納入完善范圍中，并對電廠集控運行過程中的內部環境進行科學規劃，從而合理設置電廠集控運行的各項系統。

3電廠集控運行中汽輪機運行優化措施

3.1加強汽輪機綜合管控力度

為使汽輪機能夠在電廠集控運行中發揮出重要作用，要加強汽輪機綜合管控力度，確保汽輪機能夠在電廠集控系統內安全高效運行。首先，相關管理部門應當細致分析集控運行系統運行狀態，增強汽輪機內部中心微處理器控制效果，確保汽輪機內部硬件能夠取得到全面監管與維護;其次，在汽輪機集控運行期間，需要對集控系統的整體性能進行強制維護處理，確保集控系統內部的汽輪機能夠得到全面管理，使汽輪機操作流程更加規范;最后，注重對電廠集控系統的運行狀態進行全程把控，定期對汽輪機進行維護與檢查，實現對汽輪機故障的及時高效處理。要求電廠內部汽輪機的運行參數需要時刻保持在設計范圍之內，從根本上降低系統故障問題發生的幾率，從根本上提升集控系統中汽輪機運行效果。

3.2更新汽輪機啟停方案

常規模式下，汽輪機的啟動方式以高中壓缸聯合啟動方式為主，啟動過程包含鍋爐點火、暖管沖動、轉子升速暖機、并列接帶負荷等;汽輪機的停機過程并非驟然完成，而是在一段時間內，各部件的工作均會逐漸停止，進汽量會逐漸降低，直至完全停止，最終關閉主汽門（各零部件的溫度也會隨之緩慢降低）。對汽輪機的啟停過程進行梳理后，可將優化的重點放在如下方面：（1）基于汽輪機轉子在運行過程中的損耗率、壽命、受熱變形情況、膨脹差值等，精確計算針對轉子的溫度和變化率，減小誤差;（2）進入汽輪機的溫度變化率會隨著機組設備放熱系數的變化而變化，故將之控制在相對穩定，能量浪費幅度較小的范圍之內，具備較高的可行性。

3.3配汽方式優化

汽輪機采用復合型配汽方式，只有當汽輪機處于高負荷狀態運行時，才能保持較高的運行效率和較低的能耗，但在汽輪機啟動或者低負荷狀態運行時，損耗比較大，運行效率不高。針對這種情況，可以考慮采用三閥式配汽方式，這種配汽方式不僅可以有效分擔運行負荷，同時對于調節級要求相對較低，節能效果良好[3]。三閥式配汽方式下，無論汽輪機處于高負荷運行狀態還是低負荷運行狀態，都能實現有效調節，并且三閥式配汽方式流通性能良好，瞬間轉換效率較高，可以有效降低能耗。

3.4生產設備保護

電廠生產過程中的緊急保護系統的職能在于保障汽輪機組與工作人員的安全、降低生產風險。工作人員應當在充分結合系統功能特性的基礎上，將其與集控運行與汽輪機協調控制方式配合起來，此舉可有效保護電廠的生產設備。當集控運行及汽輪機協調控制方式發揮作用時，在電廠生產設備出現故障的情況下可及時關閉汽輪機協調控制系統，此舉可有效縮小設備故障的影響范圍，后續的處理工作開展難度也就會大大降低，在實際的生產設備運行中，緊急保護系統可幫助工作人員及時了解設備的運行工況，此舉可大大加強生產設備保護措施的針對性。

結束語

綜上所述，在當前全球范圍內能源緊張的背景下，電廠必須要不斷優化設備、革新技術，以提升電廠的電能輸出效率。基于熱力學原理，新蒸汽參數越高、汽輪機排汽壓力越低，熱力循環的熱效率便會越高。圍繞此兩項原理對汽輪機進行硬件改造，已經獲得了成功。在此基礎上，根據汽體動力學方面的三維流動理論、濕蒸汽雙相流動理論;強度方面的有限元法;振動方面的快速傅里葉轉換等理論，均可解決汽輪機優化運行過程中面臨的材料制約問題。當單片的功率進一步提升，汽輪機的效率也會隨之加強。

參考文獻：

[1]李偉統，閆妍，許波.探討電廠集控運行中汽輪機運行優化策略[J].科技創新與應用，2019（36）：155-156.

[2]董文強.火力發電廠汽輪機組輔機運行存在的問題及優化方法分析[J].大科技，2013（12）：74-75.

[3]張鴻飛.電廠集控運行中汽輪機運行優化措施探討[J].電力系統裝備，2018（12）：255-256.