電廠汽輪機及其輔機的運行與管理探究

山西華陽集團新能股份有限公司發供電分公司 王永軍

目前，國內汽輪發電機組在運行中仍存在著出力小、調度不夠理想等一系列問題，遠不能滿足火力發電廠的要求。因此，有必要對機組輔助設備的操作條件做進一步的優化。發電廠應該更加重視機組輔助設備，根據社會發展需求，持續優化和創新機組輔助設備，提高機組的工作質量，確保機組的正常運行，為國家電力工業的發展奠定良好的基礎。

1 電廠汽輪機概述

1.1 汽輪機的特點

汽輪機具有以下四個特征：一是具有很高的熱效率，冷凝機組可達40%，加熱機組可達80%；二是汽輪機具有連續運行的特點，是具有較大單臺功率的旋轉式機組；三是汽輪機運行穩定，不易出現故障，三年檢修一次，做好日常維護工作；四是渦輪對材料的要求并不高，甚至連便宜的材料都能用。

1.2 汽輪機輔機優化運行的意義

作為一種高效的機組，煤炭中的化學物經噴嘴快速進入渦輪，并被轉換成機械能，推動機組的工作。在這個過程中，過渡是一個較為復雜的階段，必須有相應的設備和機械完成。為了確保汽輪機的平穩運轉，必須通過各種參數對其進行全面地了解，而參數的穩定性將直接關系到汽輪機的整體運行的安全性[1]。提高汽輪機組的工作特性，可確保其安全可靠地運行，且符合我國對節能和環境保護的需要。

2 汽輪機輔機運行中存在的問題

2.1 汽輪機輔機油系統出現的問題

火力發電廠的輔助設備在運行中，需要進行燃燒，在燃燒的同時，會生成大量的灰塵等有害物質。在眾多的細節中，汽輪機的輔機油系統往往被忽略。在這種情況下，會有微小的粉塵或微粒進入潤滑油系統，對設備產生損害。在汽輪機輔機油系統中，輔機油系統的不穩定將導致機組在使用中產生一些問題。其原因是當油系統發生故障時，就會造成汽輪機輔機的阻塞，從而造成汽輪機閥門被卡死，以致整個設備無法正常運轉。

2.2 汽輪機輔機凝汽器真空不足問題

對于汽輪機輔機凝汽器來說，由于必須維持良好的真空狀態，才能保證蒸汽可以進行一定的膨脹。在不同維度間進行對應的轉化，能夠得到一個比較低的壓強條件。同時，這些水蒸氣也會被凝聚為特殊的小水珠，這些小水珠能被回收再利用。這是一種既能達到水資源回收再利用，又能節省部分水資源的可持續發展模式。這將是今后的主要發展趨勢。火電廠輔機在工作過程中，要經過燃燒，并產生大量粉塵等有害物質[2]。其中，機組輔助機油系統很容易被忽視。在汽輪機輔機中，凝汽器的真空與否直接關系到整個機組能否順利運轉。

2.3 汽輪機輔機速度調節系統問題

在汽輪機輔機轉速控制中，有時會出現一些問題。經過實例分析，認為造成這種現象的主要原因是在運行中，高壓調速器的某些部位出現了改變。當高壓調速器發生振動時，會對汽輪機軸瓦的振動產生影響。高速振動對軸瓦的損傷是非常嚴重的，嚴重地影響了整個電廠的正常運行，甚至還可能給電廠的工作人員帶來人身傷害。所以，為了更好地保障電廠的安全運作，必須對其進行保護。同時，該領域的研究也為火力電廠汽輪機輔機的維修與管理帶來了新的挑戰。

2.4 汽輪機輔機的操作完整性差

汽輪機輔機的優劣直接影響到火力電廠的正常運轉。隨著我國電力需求量的不斷提高，對汽輪機輔機的性能要求也越來越高。從我國當前電廠的實際情況來看，雖然我國在火力發電領域發展已久，但是對汽輪機輔機進行改進的時間還很短，當前其性能還不能完全滿足人們的用電需求[3]。與此同時，我國現有的發電流程一般都是以較少的分區為主，沒有形成比較完善的發電流程的網絡化模式。若將來形成一套完整的火力發電網格模式，再加上當前汽輪機輔機的性能，不能滿足火電發展的需求，將會在一定程度上影響發電系統的高效運行。

3 電廠汽輪機輔機優化運行策略

3.1 對汽輪機機油系統進行檢修優化

當電廠運轉時，必須有干凈的工作環境。首先要清洗油氣系統，以免受到粉塵的影響。對油系統進行適當的清洗，則可使設備運轉時所引起的摩擦力大大降低，并取得較好的潤滑效果。當油系統中存在一定的混合液時，就會產生一些問題，如設備摩擦力的增加，使系統溫度急劇上升，給汽輪機輔機的運轉帶來一定的困難。在正確地清洗油系統時，可采用油循環清洗法，以防止油系統出現故障。最好不要忽略濾油工作，要及時而有規律地進行故障檢修，這樣才能減少這種情況的發生。另外，也可以適當地檢查軸瓦，檢查有無摩擦力或其他問題。一旦發生故障，必須立即對其進行修理和保養。

3.2 優化凝汽設備

在火力電廠汽輪機輔機中，凝汽設備起著舉足輕重的作用。凝汽設備的主要功能是使汽輪機的排氣孔維持真空，從而將低壓汽缸內的水蒸氣釋放出來，凝結為水，再進行回用，從而達到提高水回收率的目的。凝汽設備主要包括三個組件：凝汽器模、真空組件和凝結泵。凝汽器的真空程度與其入口溫度、冷卻水量、換熱器表面等因素有關。同時，對凝汽器的性能也有一定的影響。因此，在凝汽器的設計中，必須結合具體的條件和要求，從多個方面進行全面地考慮，才能找到最優的真空設計方案。如，為了保證循環冷卻水的相對穩定，在計算循環冷卻水的水溫時，必須根據實際環境溫度的變化情況；在確定蒸汽負荷時，應從鍋爐供、排氣系統的角度出發，對鍋爐的類型進行合理地選擇[4]。在一定的換熱區條件下，要保證冷凝器內的真空，必須增大冷卻水容積，同時還要考慮到循環泵的能量消耗。在保證電力生產需要的前提下，選擇合適的凝汽器，以減少生產過程中的能量消耗。

另外，目前凝汽器在生產過程中仍有很多不足之處，有待進一步的改進。目前存在的主要問題有：第一，真空系統的密封性能不佳，外界的空氣會涌入，造成大量的不飽和水蒸氣，這就導致了蒸汽發動機的廢氣與循環冷水的廢氣，產生較大的差別，從而產生較大溫差。第二，由于循環用水量的降低，使凝汽設備內的真空度低于規范，從而對凝汽設備的運行產生一定的影響。第三，循環水中的水溫上升。在凝汽設備的運行中，循環水中的水溫會隨外部環境溫度的改變而改變，并與冷卻塔的冷卻效果密切相關。第四，真空泵、噴水式蒸汽機的故障，造成蒸汽機的生產效率下降；因此，在凝汽設備的設計中，應充分考慮循環水量、冷區等因素，從多個方面進行優化，以達到優化的目的。如圖1所示，抽凝汽輪機。

圖1 抽凝汽輪機

3.3 對汽輪機速度調節的系統進行優化

員工應監控油的品質，使過濾器保持干凈。對于報警器的濾芯元件，一定要經常進行檢查，一旦發現問題，要立即更換。定期檢查產品的化學組成，發現產品酸性不合格，及時處理。并適時地對其進行靜態試驗，使其達到最佳的工作狀態。

3.4 優化回熱加熱器

為了確保火力發電廠的正常生產，必須根據不同的工作條件，合理地設計和操作加熱爐。當加熱爐出現故障時，將嚴重影響機組的整體性能，降低機組的發電效率。其中，最大的差異可以直接反映出熱水器的性能。在保證生產安全的前提下，如何使生產過程中的末端差值維持在最低水平，是目前生產人員需要關注的問題。若要達到較低的溫度，必須將加熱器維持在較高的溫度[5]。為了保證安全和高效，需要對系統進行高線性、高精度的調節。我國調節系統未達到標準，尤其是在低水壓、低流量的地方，要加強研究，可以引進一些比較先進的、成熟的調節系統。

3.5 優化循環水系統

通過對循環用水系統的設計與優化，可以使汽輪機輔機的運轉效率更高，從而降低汽輪機輔機的運轉功耗，使汽輪機輔機的運轉效果更好。在汽輪機輔機工作時，由于其工作原理，汽輪機所承受的載荷是由外界因素所決定的，因此，汽輪機所承受的載荷是不可控制的。通過調節輔機的溫控性能，以及對循環水系統的優化，可以有效地增加機組的使用功率。比如，在所有條件都一樣的情況下，如進口水量增加，則汽輪機的廢氣壓力就會下降，從而形成膨脹性壓力，導致汽輪機的運轉出現故障。要想改變這種局面，必須對水循環系統進行改進，并在控制汽輪機最大膨脹指標的基礎上增加水循環泵，從而實現對汽輪機工況的有效控制，達到降低汽輪機組運行壓力的目的。

3.6 汽輪機燃料技術

為了確保火力發電廠的正常生產，應根據不同的工作條件，合理地設計和操作加熱爐。其中，燃油是最重要的能源，對機組的節能起著至關重要的作用。如果能夠充分燃燒并改善其燃燒性能，就可以促進鍋爐機組的優化升級。在環保的前提下，利用節能技術，也能促進燃油的充分燃燒，并對渦輪燃油的燃燒情況進行科學地調節，使燃油在燃燒時保持充足，進而降低煤炭資源的消耗。要解決能源消耗的不科學性問題，應優先采用對環境友好的材料。在燃油燃燒時，加入相應的添加劑，可提高灰渣的熔點，使其充分燃燒。采用透平燃油技術來優化燃油管理效果，主要包括在采購、儲存等環節，充分發揮燃油技術的應用價值，同時也能大幅度提高燃油的燃燒率，實現節能減排。其中，最大的差異可以直接反映出熱水器的性能。

3.7 其他完善電廠汽輪機輔機運行的措施

為保證火力電廠汽輪機輔機的安全、穩定運行，必須對電廠汽輪機輔機輸水系統進行改造，防止其發生故障，從而導致機組停機、泵開孔、漏油等事故，嚴重影響電廠企業的經濟效益和社會效益。在給水系統中，采用直接與空氣接觸的抽水設備取代凝氣設備，可有效解決抽水設備因振動過大而引起的開裂、滲漏等問題。同時，還要加強對泵房水位的監控。若水位控制不當，則會使出水部位的水溫上升，引起空氣流動不暢，從而影響機組的正常運轉。為此，必須對電廠運行中存在的各種問題進行全面地分析，并進行相應的改進與創新，才能保證機組的安全穩定運行。

4 結語

綜上所述，在火力電廠電力供應中，機組輔機的科學高效運行，對機組的安全穩定運行具有重要的意義。因此，有必要加強對機組的工作狀況和存在的問題進行研究，通過對其進行優化和改進，使各種設備的安全性能得到進一步的提升，只有這樣，才能確保機組的正常工作，從而確保電站的穩定運行，滿足人們對供電的可靠需求。