發電廠汽輪機運行效率優化

臧銳鋒

摘 要：在能源需求越來越緊張的時代環境下，如何通過對現有的發電廠汽輪機運行方式改造和升級來提高效率，已是一個非常迫切的任務。本文通過對現有汽輪機運行方式的研究，來提出新型優化的運行方式，并積極試驗驗證，來達到滿足能源需求的需求。

關鍵詞：火力發電廠；汽輪機；優化運行

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、火力發電廠汽輪機的概述

1.1 汽輪機工作原理

汽輪機盤車裝置的工作原理十分復雜,簡單地說就是通過電機帶動鏈條的轉動,然后通過各個齒輪的配合傳力運動將動力傳到汽輪機大軸盤車,從而帶動齒輪轉動。目前,汽輪機盤車裝置可以分為自動投入和手動投入兩種模式,自動投入的工作原理可以簡單地理解為利用助油泵產生一定的油壓,從而開啟相應的油泵使出油的壓力達到一定的數值后產生一個啟動信號,當該信號輸入到盤車控制臺之后就會使電磁閥帶點打開,形成動力以克服盤車彈簧的阻力,直到各齒輪咬合到一起,從而帶動大軸盤車齒輪一起轉動;而手動投入相對來說比較簡單,一開始的原理差不多,利用助油泵產生油壓后,使相應信號傳入到盤車控制室,然后手搬動拐臂杠桿使曲柄杠桿旋轉一定的角度后時各齒輪咬合從而帶動大軸車盤齒輪轉動。當汽輪機處于工作狀態時,汽輪機大軸盤車齒輪受到氣體壓強的值大于盤車本身運行時產生的扭力時,盤車大軸齒輪與其他齒輪就是產生一個相反的力,從而是其他齒輪從大軸盤車齒輪中退出,就咬合分離,各齒輪和連桿等在此達到平衡。

1.1.1 級的工作原理。一般的把汽輪機的級可分為三種，分別是速度級、沖動級和反動級。這種分類方法是根據蒸汽的能量值在汽輪機級內轉換為機械功的方式來確定的。所謂速度級，也就是分幾次利用蒸汽在噴嘴中膨脹后的動能，通常情況下是有兩列動葉。沖動級是指蒸汽在噴嘴中膨脹，隨著噴嘴流道截面積的逐漸變小，蒸汽在其中的速度逐漸加快。和沖動級比起來，反動級是蒸汽在動葉和靜葉的流道中都發生膨脹。由于存在反動度而使得蒸汽在動葉的流道中加快，同時，它的流動性能也有所提高。從理論上來說，在同樣的條件下，可以認為雙列速度級做功能力等同于6～8個反動級或3～4個沖動級。其中在不建議采用多級汽輪機時，最理想的策略方案是在蒸汽的等熵焓降大于一般的沖動級或反動級所能有效利用的限度時采用一個速度級。

1.1.2 多級汽輪機原理。為了有效利用較大的等熵焓降，而單級汽輪機所能有效利用的等熵焓降并不是很大，因而應當采用多級汽輪機。和單級汽輪機相比，多級汽輪機的特點是：①在汽輪機工作的過程中，上一級的余速損失在特定的條件下可以在下一級中得到利用；②各級等熵焓降之和大于整個汽輪機的等熵焓降H0，且兩者之間的比值大于1。

從多級汽輪機的這兩個特點可以看出，多級汽輪機總的內效率大于各級平均內效率。

1.2 汽輪機的結構

汽輪機的結構組成包括靜止部分和轉動部分，也就是靜子和轉子。靜子部分包括汽缸、進汽部分、隔板和靜葉柵、汽缸、汽封及軸承等。轉子部分包括葉輪、主軸、聯軸器和動葉片等。

二、火力發電廠汽輪機運行現狀及優化

1.火力發電廠汽輪機運行現狀

汽輪機組的設計、制造和安裝各個環節都能有效的改善汽輪機組的經濟性能，優化運行效率。汽輪機組的實際的運行情況很大程度的影響著機組的經濟運行，當正常運行時各個數據指標都是在額定的范圍之內時，對于汽輪機組的經濟型只會產生小的影響，但是當運行指標突然超過額定的參數時，就將會對汽輪機組產生運行安全威脅。

原有系統的回熱加熱器對于火電機組的端差、散熱損失和給水部分旁路的正常運行都不能有效的滿足要求?；責峒訜崞飨到y的各個部分都會參與到火電機組的運行當中，但是當回熱加熱器出現問題的時候，就會出現各種事故。另外加熱器的旁路門關閉不嚴導致出現泄露，這會造成加熱器的進水走旁路，這種情況會很大的影響火電機組的正常運行，影響機組熱經濟性能的降低。原有的系統如果加熱器上端差增大，那么將會導致出水的溫度降低，從而導致本級的抽汽量銳減，高一級的加熱器抽汽量就會增加。相反下端差增大，則會導致本級抽汽量增加，低一級加熱器的抽汽量減少。而且，加熱器切除后。來自給水泵的水的溫度遠遠的低于正常的給水溫度范圍，導致循環的平均吸熱溫度大幅度的降低，循環效率降低。另外，當加熱器的旁路有泄漏的現象發生時，泄露量也大，經濟性能就降低得越多，同時大旁路的泄露比小旁路的泄露所造成影響要大。再者，當加熱器的疏水的切換方式采用疏水泵時，如果沒有疏水備用泵，當疏水泵發生故障，那么疏水就將會自動的流到比較低的加熱器，同樣、疏水泵發生故障時會使疏水直接的排入到凝汽器，以上所述的各種故障都將會降低機組的正常運行。

2.火力發電廠汽輪機運行優化

（1）回熱加熱器的優化?；責峒訜崞骰痣姍C組的正常運行有著重要作用，新型的系統較之原有系統有著更高的效率。優化的汽輪機的各級抽汽存在能級的差別。這種情況下，只要抽汽的壓力越高那么改級抽汽返回汽輪機時做的功就會越多。能力就越強，能級也就會越高。汽輪機的回熱系統可以增強抽汽在汽油機內的做功效率。其影響主要表現在加熱器的上端差、下端差和抽汽壓損的變化上。新型的優化系統能夠是汽輪機更加優化的運行，因為其擁有一個端差的盡可能的接近設計值的合理的運行范圍。

（2）給水泵的優化。電動給水泵原有的運行方式是定速給水泵方式，定速給水泵的運行依靠的是鍋爐給水閥門的調節，這種調節方式的缺點就是當機組運行于低負荷時，閥門的節流損失比較的大。而優化的變速給水泵的特點就是依靠變動轉速、平移泵的特性曲線來實現的，這種給水泵相對于定速給水泵來說有著非常明顯的優勢，其優點在于不用給水調節閥改變積水流量，特別是在低負荷運行時，其節能的效果非常的顯著，同時這種方式可以有效的改善氣動泵組的運行經濟性。

（3）凝汽器真空抽氣系統的優化。凝汽器真空抽氣系統是火電機組的重要組成部分，凝汽器真空抽氣系統對火電機組正常的運行有著重要的影響。原有的抽氣系統設備故障幾率比較的大，同時當真空系統漏氣量比較的大時，會在一定程度上出現水環真空泵過載的現象，使機組遭到破壞。通過使凝結器內部保持真空的狀態的優化方法來有效的提高機組的經濟運行性能。優化的系統由于具有提高電廠熱力循環效率等各種特點，因此也受到了比較廣泛的應用。

三、火力發電廠的汽輪機的發展趨勢

隨著汽輪機的出現和推廣運用，不僅有效地促進了電力行業的進步，也對為未來的電力行業發展指引了方向。對于大型汽輪機組的研發，也是汽輪機今后發展的一個關鍵目標，而研發更長的末級葉片是推動大型汽輪機發展的一個重要因素。其中，對提高熱效率的研究是汽輪機發展的另一方向目標，也就是運用二次再熱和更高蒸汽參數，研制調峰機組推廣供熱汽輪機的應用，是其發展的必然趨勢。除此之外，采取新的理論，運用新技術來提高汽輪機的性能，在未來汽輪機設計、制造和運用的過程中，這也是其研究的一個關鍵方向。

總之，由于我國對能源需求極大，如何高效的利用能源發電已經是我們電力行業領域必須解決的迫切問題。目前我國火力發電成本相對浪費，必須對現有的汽輪機發電方式進行優化研究，使之能夠滿足國家的能源戰略和環境要求。電廠要想方設法的提高汽輪機機組的利用率以及經濟性，通過優化火電機組的運行以及對輔機節約能源方面進行相應的改造，扎扎實實做好節能增效工作。

結束語

在能源需求越來越緊張的時代環境下，如何通過對現有的發電廠汽輪機運行方式改造和升級來提高效率，已是一個非常迫切的任務。

參考文獻：

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