發電廠汽輪機輔機的運行優化策略

摘 要：隨著國民經濟水平的不斷增長，各個行業都獲得了非常廣闊的發展前景，與此同時，對于能源的需求量也在不斷的提升，特別是電能，如今已經成為社會發展的第二大能源，同時也對電力企業和發電技術提出了更加嚴格的要求。基于此，在本文中針對電廠汽輪機輔機運行中潛在的問題進行探討和分析，并提出了幾點有效的優化對策，希望能夠進一步提高汽輪機輔機運行效率，保證電廠的安全穩定運行。

關鍵詞：發電廠;汽輪機輔機;運行優化

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2022）02-0056-03

0引言

就目前發電廠運行的實際狀況來看，汽輪機輔機在運行中仍然存在運行方案不完善，性能不穩定等多種問題，很難滿足發電廠運行的實際需求，因此需要對汽輪機輔機進行有效的改進和完善。同時，發電廠也應該加大對汽輪機輔機的重視，結合社會發展的實際需求，對其進行不斷的創新和優化，切實提高發電廠運行的總體質量，保證汽輪機的安全穩定運行，為我國電力事業的良性發展打下良好的基礎。

1 汽輪機輔機構成

1.1 抽氣設備

對于發電廠汽輪機輔機來說，抽氣設備是其中非常關鍵的一個環節，主要分為以下兩種模式，即射流式抽氣機和容積式真空泵抽氣機，射流式抽氣機運行過程中主要是利用蒸汽式噴射，選擇高壓蒸汽等工具使氣體膨脹，然后來抽取蒸汽。另外，還可以選擇使用水壓進行抽吸作用。容積式真空泵可以分為離心式真空泵和水環式真空泵。電廠實際運行過程中，容積式真空泵抽氣機具備良好的便捷性，使用壽命長、可以跟蹤溫度變化、結構獨特且能實現自動控制、抽氣效率高、穩定性高，針對這一設備進行檢修也非常的便利，具有很高的經濟效益。和真空泵抽氣機初期相比，雖然射流式抽氣機的性能相對較好，但是其整體系統并不完善，仍然需要占據一定的面積，會造成一定的水資源浪費，很容易對電廠的生產產生影響。

1.2 凝汽設備

汽輪機輔機系統中的凝汽設備主要包含凝汽器、抽水設備以及凝結水泵。在實際運行過程中，主要就是通過制冷劑完成回收機制以后循環使用，而這樣的運行方式也能夠確保在真空狀態下，可以將冷卻水中的氧氣有效地去除，此外還能夠保證汽輪機時刻處于真空的運行狀態，這樣就能夠有效提高熱機的運行效率，保證電廠運行過程中汽輪機能夠實現正常循環，以此來提高運行水平。一旦在運行過程中汽輪機的負荷出現變化，就能夠及時將排出的氣體進行充分的回收，而在實際運行過程中，一旦冷凝器中進入空氣，而且不能夠在冷凝器內進行冷凝，則會對輔機系統的運行效率產生極大的影響。

1.3 冷卻設備

就目前的實際狀況來看，發電廠運行過程中使用的冷卻水系統主要包含開放式和封閉式兩種方式。開放式供水方式是直流供水系統，而封閉式供水方式是循環供水系統。火力發電廠濕冷機組一般采用的冷卻設備是冷卻塔。冷卻塔根據通風方式又可分為逆流式自然通風冷卻塔和機力通風冷卻塔[1]。電廠實際運行過程中，進行水冷卻時使用冷卻塔具備一定的優勢，由于其操作非常的便捷，還能夠有效節約企業成本的投入，但是冷卻塔也具備一定的缺陷，即占地面積相對較大。沿海電廠，一般采用開放式供水方式，利用循環泵抽取海水供凝汽器進行冷卻。優點是水溫低、水量大，缺點是受海洋氣候影響大。

1.4 高、低壓加熱器

高、低壓加熱器運行過程中產生的故障主要包含管道泄漏、水位波動大、水位無法正常調節，致使這種現象出現的主要原因就是設計不夠合理，致使局部水溫快速上升，從而引起水位波動，影響到調節器的正常運行。另外，在實際使用過程中，由于管道接口位置銜接不暢，也很容易引發泄露現象。為了能夠有效解決這種問題的出現，首先必須找到出現故障的原因，而大部分的泄漏現象都是由于閥門開度不合理。因此，在實際處理過程中，首先需要對閥門的開度進行相應的調整，針對高、低壓加熱器進行維護時，對蒸汽入口沖刷處的管束加裝防護板，也能夠有效起到良好的防泄漏效果[2]。

1.5 供水系統

發電廠的供水技術直接影響到機組的平穩、可靠運行。供水系統的主要任務是保證汽輪發電機的用汽，即供水系統通過凝結水系統、給水系統向鍋爐提供合格補給水，經過鍋爐的加熱變成高溫、高壓的水蒸汽，沖轉汽輪機實現發電的目的。當然，供水系統還同時向電廠的閉式水系統供水，用于設備的冷卻。供水系統的化學監督能及時反映和監督各種補給水的品質，對補給水質量進行監控和必要的處理。同時，供水系統的化學監督可以監督凝汽器泄漏、除氧器運行，以防止熱力系統腐蝕、結垢、積鹽，避免引起不必要的設備損壞和檢修。隨著市場的發展，工業供熱及民生供熱系統在發電廠內部的重要性越來越大，對化學水處理、補給水系統的重視也會越來越大。供熱系統可使汽輪機的冷源損失得到有效利用，從而顯著提高熱電合供系統的綜合利用效率。如何快速、高效的制備出合格的除鹽水、補給水，直接決定了發電廠的經濟效益。

2 汽輪機輔機運行中的問題

2.1 油系統問題

汽輪機輔機一般處于燃煤電廠，在實際運行工作環境中存在較多的灰塵，而且在一些細節方面，人們通常會忽略汽輪機輔機運行中潛在的問題。例如，針對汽輪機輔機進行維修時，很容易忽略電廠工作車間內產生的灰塵、雜質等問題，而由系統中也會由于一些小顆粒、小灰塵混入到其中，對設備產生一定的傷害，如果油系統不能夠正常運行，就會對整個汽輪機輔機系統產生極大的影響。油系統出現問題長時間不解決，最終致使汽輪機各進汽閥門卡澀、不嚴，影響到整個設備的正常運行[3]。

2.2 凝汽器真空不足

汽輪機運行過程中，對于凝汽器的真空有著非常高的要求，只有保證具備較強的真空效果，才能夠確保蒸汽具有較高的可用焓降，使機組保持較高的出力。運行過程中，如果真空狀態不足，也會導致排氣容積流量進一步下降，從而影響到末級葉片的工作效率，致使末繼葉片出現旋流或者渦流的現象。與此同時，一旦葉片的某一位置出現較大的激振力，還很有可能會對葉片產生損壞，致使出現異常事故出現。真空下降的情況還很有可能致使汽輪機的軸向推力增加，一旦排氣溫度過高，就有可能會導致凝汽器的冷卻口水管松弛，最終破壞水管的密閉性。排汽溫度升高，排汽缸及軸承座受熱膨脹，可能引起中心變化，產生振動。因此，汽輪機輔機運行過程中能否保證汽輪機具有較高的真空狀態，對于整個機組的運行效率有著極大影響，二者之間聯系非常的緊密，電廠運行過程中加大對汽輪機真空系統輔機的維護力度是非常關鍵的。

2.3 技術方案不完善

隨著現代化社會的飛速發展，電廠生產技術也在不斷的完善，任何事物都出現了極大的改變，汽輪機輔機也不例外。隨著現如今社會各界對于電能需求量的不斷增長，對設備可靠性要求越來越高，汽輪機輔機也應該進行有效的優化，才能夠更好的滿足當代社會發展的實際要求。但是，由于汽輪機輔機相對比較復雜，導致很多電廠都忽視了對于汽輪機輔機的運行優化，即使一些電廠發現汽輪機輔機存在較大的技術問題，也很難實事求是地總結出現問題的原因找到優化對策，這也在一定程度上阻礙了汽輪機輔機的良性發展，影響了電廠的運行效率[4]。

3 發電廠汽機輔機優化途徑

3.1 優化回熱加熱器

為了能夠從根本上提高汽輪機組的安全穩定運行，就應該結合電廠運行的實際狀況，對于各級加熱器進行科學合理的設計，一旦加熱器出現故障就會導致汽輪機的熱力系統無法正常運行，進而影響到整個發電廠的工作效率。加熱器端差能夠直接體現出加熱器效能，因此電廠在運行過程中如何維持較低的端差，而且不會對電廠的正常運行產生影響，是相關工作人員急需解決的問題。保證具備較低的端差，就應該保持加熱器高水位的穩定性，這時就要求疏水調節系統具備較高的精準度，就需要選用調節準確度更高的閥門，才能夠更好地保證加熱器的正常運行。利用大小修機會，及時對可能內漏的閥門進行更換或者閥芯研磨，消除內漏。同時，結合電廠運行的實際狀況，針對啟動時抽汽壓力小、流量低的情況，對疏水管道進行改造，對運行方案進行優化，確保電廠的生產效益和投入能夠達到平衡點，幫助電廠獲得更大的經濟效益。

3.2 優化抽氣設備

在汽輪機輔機運行過程中，凝汽器真空泵是抽氣設備中的重要組成部分，對于抽氣系統的運行效率有著直接影響。因此，針對抽氣設備進行優化時，必須要加大對冷凝器真空泵的改進力度，采取有針對性的優化措施，保證冷凝器處于最佳真空狀態下運行。真空的高低，直接決定了汽輪機的效率和煤耗。火力發電廠實際運行過程中，需要保證抽氣設備的冷凝器始終處于真空的運行狀態，只有這樣才能夠保證汽輪機輔機的安全穩定運行。目前，火力發電廠實際運行過程中，最為常見的一種設備就是噴射式真空抽氣器，也可以根據其不同的介質進行合理的選擇。有一些火力發電廠為了能夠確保生產環節的順利進行，通常會選擇循環式真空泵，而抽氣設備和真空泵進行對比分析，可以發現兩者在實際應用過程中都有各自的優勢和劣勢。真空抽氣器在實際應用過程中，其優勢是結構比較簡單，運行成本相對較低，而且設備的運行性能相對比較穩定，但是在實際運行過程中會產生一定量的水資源浪費，針對抽氣器進行維修難度也較大。而真空泵抽氣設備其特點更加明顯，能夠有效縮短啟動周期，從而減少運行過程中產生的能量消耗，產生的水資源消耗相對較小，使用壽命長，可以跟蹤溫度變化，結構獨特且能實現自動控制，檢修也非常的便利，具有很高的經濟效益。

3.3 優化循環水泵

發電廠實際運行過程中，循環水流量會對循環水泵的運行功效產生極大的影響，在冷卻水溫和汽輪機輔機負荷處于一定狀態下，循環水流出現變化，凝汽器的壓力也會隨之產生變化，水流量增大那么凝汽器的壓力也會逐步下降，而循環水泵和輔機出力的功效也會增長。但是，水流量變化對于凝汽器的影響相對有限，如果水流量過大，那么循環水泵的功效也和機組出力也會相互抵消，在循環水泵功效和機組出力差距較大時，凝汽器的運行壓力也會達到最佳的狀態，這時循環水泵的運行方式也能夠達到最佳的狀態。因此，為了能夠充分發揮汽輪機輔機的運行優勢，需要保證循環水泵處于最佳的運行狀態，結合以上分析可以發現，通過控制冷卻水流量的方式來降低冷卻水溫，在加大冷卻水量時，汽輪機輔機的運行功效也會在一定程度上提升[5]。

3.4 優化油系統

電廠在實際運行過程中，對于周圍環境的整潔度有著非常高的要求，油系統運行過程中，首先需要保證周圍環境的整潔性，防止灰塵對其正常運行產生影響，保證由系統清潔工作的質量，對于設備運行過程中產生的摩擦作用也會進一步緩解，從而起到有效的潤滑作用。汽輪機軸封系統蒸汽溫度不正常，軸封壓力過高，導致汽輪機低壓缸兩端冒汽，也會導致油系統含水量增大。所以，加強對油系統的凈化裝置的檢查、維護，保證油系統凈化裝置的可靠運行。每次啟停機時，及時派人取樣化驗油質。加強油系統定期取樣、化驗、監督工作，確保油系統的正常運行，盡量降低意外事故出現的概率。最后，還可以對軸瓦進、回油溫度及時進行仔細的對比，判斷軸瓦運行狀態，一旦發現這個問題應立即對油系統進行相應的檢修和維護。

3.5 優化其他輔機設備

為了能夠從根本上提高汽輪機輔機的運行效率，就應該保證具備完善的輸送水系統，防止由于輸送水系統出現問題，影響到后續工作的順利推進，甚至還有可能會出現水泵口泄漏、崩裂等問題，嚴重的還會影響到整個發電廠運行的實際效果和經濟效益。保證輸水系統的完善性，將直接與空氣接觸的輸送水泵安裝在凝汽設備上，防止水泵出現劇烈晃動，導致水泵口泄漏或者崩裂。另外，還應該加大對輸送水位的監管力度，如果水位不合理時，輸送水的溫度也會隨之上升，從而引起氣流沖擊，甚至還會威脅到汽輪機輔機的安全穩定運行。因此，在設計水位時，需要將設備運行中有可能遇到的影響因素進行明確，制定切實有效的改進措施，確保汽輪機輔機的正常運行。

4 結語

發電廠運行過程中，汽輪機輔機的運行狀態對于電廠的生產有著直接影響。就目前的實際狀況來看，汽輪機輔機運行過程中仍然存在一定的問題，會直接影響到汽輪機的運行效率。因此，應加大對汽輪機運行過程中存在問題的研究力度，采取有針對性的解決措施，加大對汽輪機輔機的優化力度，結合電廠運行的實際要求，提出有效的改進意見，在保證生產效率和可靠性的前提下，保證電廠生產的經濟性，促進我國電力事業的穩步發展。

參考文獻

[1] 孫佳喜.汽輪機輔機常見故障及檢修方法研究[J].科技創新與應用，2020（25）：113-114.

[2] 臧藏.關于對火力發電廠汽機輔機優化[J].中國設備工程，2020 （12）：116-117.

[3] 汪帥.發電廠汽輪機的故障分析與解決對策[J].科技風，2019（7）： 179.

[4] 葉博.電廠集控運行中汽輪機運行優化策略探討[J].機電信息， 2018（36）：81-82.

[5] 張貴斌.火電廠汽輪機輔機常見故障及檢修方法[J].民營科技， 2018（9）：129.

Operational Optimization Strategy of Steam Turbine Auxiliary Machines in Power Plants

WU Rongjian

（National Energy Penglai Power Generation Co.， Ltd.， Yantai? Shandong? 265600）

Abstract： With the continuous growth of the national economic level， various industries have obtained very broad development prospects. At the same time， the demand for energy is also increasing， especially electric energy， which has now become the second largest social development. At the same time， it also puts forward more stringent requirements for power enterprises and power generation technology. Based on this， this paper discusses and analyzes the potential problems in the operation of the auxiliary steam turbine in the power plant， and puts forward some effective optimization countermeasures， hoping to further improve the operation efficiency of the auxiliary steam turbine and ensure the safe and stable operation of the power plant.

Keywords： power plant; steam turbine auxiliary machine; operation optimization

收稿日期：2022-01-17

作者簡介：吳榮建（1983—），男，山東壽光人，本科，工程師，研究方向：工程。