干货｜火力发电厂汽轮机运行效率优化研究-北极星火力发电网

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当前，我国发电主要是采用火力的方式，应该不断的完善与优化当前的运行方式，并提高资源的使用率，本文从汽轮机存在问题、凝汽器真空以及辅助系统存在问题入手，简要分析了其原因和应采取何种措施，我们应当不断提高火力发电厂汽轮机运行效率，在保证机组安全稳定运行的情况下，实现火力发电厂最大的经济效益。

(转载来源：电力论坛)

1、火力发电厂汽轮机的特点与工作原理

1.1汽轮机的特点

火力发电厂汽轮机是以蒸汽作为工质，将热能转变为机械能，从而为发电机发电提供需要的机械能。当前，汽轮机与发电机是作为火力发电厂中三大主要设备的两大主机，其具有以下几方面特点：热效率高，凝气式汽轮机组的综合热效率可达40%，供热机组的热效率则达到了80%;汽轮机作为连续工作的回旋机械，具有较大的单机功率;机组运行平稳，事故率较低，一般可保持3年左右的大修，提高了设备的利用率;热经济性能高，使用寿命长，且能更使用各种廉价的燃料等等。

1.2基本工作原理

汽轮机是利用蒸汽的热能来实现作功的旋转机械，因此其工作原理主要是基于热能转换为机械能的理论，包括了冲动作用原理和反动作用原理。

1.2.1冲动作用原理。在汽轮机中，从喷嘴流出的高速蒸汽通过该动叶汽道时，其流动方向改变，因而对叶片产生冲动力并推动叶轮转动，作出机械功，即为冲动作用原理。

1.2.2反动作用原理。是指在汽轮机中，当蒸汽在动叶片构成的汽道内膨胀加速时，汽流必然会对动叶产生一个由于加速而产生的反动力，以推动叶轮运动并作出机械功。冲动作用原理的特点是汽流在动叶汽道内不膨胀加速，而只是发生方向的改变，而反作用原理的特点是汽流在动叶汽道内部件会出现方向的改变，而且还进行膨胀加速。

2、火力发电厂汽轮机运行中存在的问题

2.1缺乏核心技术

近几年来，随着国家科技的迅猛发展，汽轮机作为一种生产机械，在火力发电厂生产中发挥着不容忽视的重要作用。汽轮机设备的广泛应用以及推广，大大促进了火力发电厂的科技自动化以及工业的发展。随着能源结构的改变，电力已经成为社会发展不可或缺的能源之一。要想获得更多的电力资源，就必须要不断研发新技术，提高火力发电厂电力生产的效率，只要这样才可以满足大众的需求，促进能源结构的改善。除此之外，由于计算机技术不断在发展，机电一体化的发展进程也在不断的变化中。随着汽轮机设备的科技含量的日益提高，很多操作人员没能及时跟上其更新速度，导致其没能正确的使用汽轮机设备。所以必须要引进先进技术，促进汽轮机的更新换代以及优化运行，促进火力发电厂生产效率的提高，并且还要引进专业的操作人员，促进火力发电厂汽轮机的优化运行。

2.2火力发电厂汽轮机能源消耗大

对于目前火力发电厂的汽轮机的使用来说，普遍采用传统的发电方式。主要原理是，汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械能的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。汽轮机输出轴和发电机连接，即可实现发电。在这个过程中，汽轮机在产生能源的同时，也会消耗大量的资源，这对于火力发电厂的长期发展来说是非常不利的，所以必须要改善火力发电厂汽轮机能源消耗大以及能源利用率低的问题。

2.4缺乏专业的技术人才

通过对目前火力发电厂汽轮机设备运行管理工作的调查发现，在火力发电厂的内部管理中缺乏专业的技术人才。对于技术人才来说，不仅仅要熟悉各种火电厂的机电设备的运行，还需要熟悉各种检修方法，同时还要熟悉各种汽轮机的工作条件，才能够保证汽轮机处于稳定运行的工作状态。但是目前的的实际状况是，在火力发电厂缺乏专业的技术人员以及检修技师，这样就非常不利于火力发电厂汽轮机组的正常运行，同时也会给火力发电站的工作效率造成严重影响。所以说，在火力发电站的正常运行过程中，必须要引进专业的操作人员和技术人员，这样才能够为汽轮机的稳定运行保驾护航。

3、运行优化和措施

3.1火力发电厂汽轮机组优化措施

汽轮机是火力发电厂汽轮机系统的主要设备，应当注重火力发电厂汽轮机组优化，降低汽轮机热耗，提高效率。按规定进行汽轮机的安装及大修，把好质量关，严格控制汽轮机组安装、检修质量。当汽轮机组发生故障时，及时与汽轮机厂家及有资质和技术力量的单位进联系，确保解决措施和方案得当，避免因检修不到位对汽轮机造成二次伤害。为了提高汽轮机效率，在规定范围内尽量提高主汽压力。提高主汽压力容易造成调门抖动。调整调门开启顺序，汽轮机调门控制采用顺序阀控制，避开容易发生抖动的开度范围，可以有效的解决汽轮机系统在高负荷运行下产生调门振动，提高汽轮机运行安全性和运行效率。

3.2凝汽器真空优化

首先我们要搞清楚造成凝汽器真空降低的原因是什么。经过对循环水系统、空气系统、轴封系统进行排查，以及相关数据进行分析，造成凝汽器真空降低的原因主要有四点:第一，在汽轮机内的循环水量不足。第二，在汽轮机运行时，真空泵内的水温一定维持在较高的状态。第三，疏水阀门存在内漏现象，加大了凝汽器的热负荷。第四，凝汽器的真空严密性差，容易出现气侧漏汽，造成凝汽器端温差大，最高端差可达10℃。凝汽器冷却面积、清洁度和严密性决定了机组真空。在特定负荷条件下，凝汽器真空与循环水的温度和流量有关。如果循环水的温度不同，那么其流量也将会出现一定的差别，所以，循环水泵的运行必须合理。解决方法：优化循环水泵的运行，循环水泵在高负荷工作时，可双循泵高速运行;当循环水当进水温度变化或机组负荷变化时，固定负荷区间，低速循泵、高速循泵搭配运行。通过采取这些方法提高汽轮机运行效率。

3.3辅助系统优化措施

原来汽封压力调节系统十分复杂，其逻辑比较器为机械式，受环境的影响而产生故障，导致运行维护难度加大。汽封压力设定值为现场手动设定，增加了运行人员的工作危险性，这不符合现代化工业生产要求。随着技术的不断进步，自动化程度更高的电厂生产控制系统的出现，原有的老式机械式控制仪表组件别自动化更高的控制系统代替。目前轴封采用的控制方法为：轴封平衡管压力经过压力变送器测量，然后通过压力变送器将压力信号送入控制系统，控制系统内设定值与实时参数进行比较，经过模块整定计算，将计算后的标准信号输入到电动调节阀或者气动隔膜调节阀的电气转换器开关，从而调整调节阀的开度，保证汽轮机轴封蒸汽压力在一定范围内稳定运行。

结束语

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