俞唐旺
东莞中电新能源热电有限公司523127
摘要：汽轮机设备正常做功是电厂发电的重要前提之一，提高电厂汽轮机设备的效率，优化电厂汽轮机的运行，才能实现电厂经济效益的提升。本文就以笔者对电厂汽轮机的了解，主要论述了如何对火力发电厂汽轮机运行优化，以下内容旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：电厂汽轮机；耗能分析；运行优化
随着我国电网结构的调整，对机组的调峰能力要求也就随之提高。作为电厂重要生产设备之一的汽轮机，其运行过程也比较复杂。当前汽轮机的配汽方式主要是采用复合型配汽方式，复合型配汽方式其优势是在高负荷作用模式下，有相对比较高的效率，而在低负荷作用模式下，其劣势也较为明显，存在节流损失大的问题。因此汽轮机组整体性能提高是实现节能性、经济性的重点。
一、电厂汽轮机耗能分析
（1）汽轮机凝汽器损耗。汽轮机中凝汽器是热效率传递的枢纽，凝汽器换热性能的下降直接导致使整个热传递的效率下降。而凝结水中溶氧出现问题，不但热传递受到影响，并且管道和设备也会产生氧化腐蚀。凝汽器换热管清洁度不够或冷却水温度升高，易造成换热效果不良，进而影响机组真空，影响汽轮机的运行。
（2）汽轮机的启停耗损。汽轮机的启停过程是转子应力的变化，汽轮机在运行情况下，转子表面蒸汽参数发生升降，转子内部处于不稳定的温度场，转子长期在这种高压、高温下持续工作。假如参数处理不当，启动停止的过程中就会产生较大的损耗，最终导致降低汽轮机工作效率较低，同时减短汽轮机的使用寿命。
（3）汽轮机组能量耗损。电厂整体运行中，汽轮机是实现所有能量转化的原动力。其运行的复杂性、配合的复杂性是导致能量损耗的重要原因。其中较为明显的表现是在汽轮机的汽阀，通常汽轮机的的汽阀分为顺序阀调节和单阀调节。顺序阀是通过喷嘴来控制蒸汽阀门的开关，而单汽阀的调节是通过汽轮机蒸汽参数直接控制。因此，汽阀压力大、喷嘴室和外缸容易变形、密封性及部分机组运行能量损失都是汽轮机组耗能的原因所在。
二、火力发电厂汽轮机运行现状
汽轮机组的设计、制造和安装的各个环节都可以有效的改善汽轮机组的经济性能，提高运行效率。
汽轮机组的实际运行情况很大程度上影响着机组的经济运行。当正常运行时的各个数据指标都是在额定的范围之内时，对于汽轮机组的经济型只会产生小的影响，但是当运行指标突然超过额定的参数时，就将会对汽轮机组产生运行安全威胁。原有系统的回热加热器对于火电机组的散热损失、端差和给水部分旁路的正常运行都不能有效的满足要求。回热加热器系统的各个部分都会参与到火电机组的运行当中，但是当回热加热器出现问题的时候，就会出现各种事故。另外加热器的旁路门关闭不严造成出现泄露，这就会造成加热器的进水走旁路，这种情况会很大的影响火电机组的正常运行，影响机组热经济性能的降低。原有的系统如果加热器上端差增大，那么就会导致出水的温度降低，进而导致本级的抽汽量锐减，高一级的加热器抽汽量就会增加。相反下端差增大，则会导致本级抽汽量增加，低一级加热器的抽汽量减少，而且加热器切除后，来自给水泵的水的温度远远的低于正常的给水温度范围，就会导致循环的平均吸热温度大幅度的降低，循环效率降低；另外当加热器的旁路有泄漏的现象发生时，泄露量也大，经济性能就降低得越多，同时大旁路的泄露比小旁路的泄露所造成影响要大。再者，当加热器的疏水的切换方式采用疏水泵时，如果没有疏水备用泵，当疏水泵发生故障，那么疏水就将会自动的流到比较低的加热器，同样，疏水泵发生故障时会使疏水直接的排入到凝汽器，以上所述的各种故障都将会降低机组的正常运行。
三、火力发电厂汽轮机运行优化
（1）凝汽器真空抽气系统的优化。凝汽器真空抽气系统是火电机组的重要组成部分，凝汽器真空抽气系统对火电机组正常的运行有着重要的影响。原有的抽气系统设备故障几率较大，同时当真空系统漏气量比较的大时，就会在一定程度上出现水环式真空泵过载的现象，使机组运行的平衡性遭到破坏。通过使凝结器内部保持真空的状态的优化方法来有效的提高机组的经济运行性能，优化的系统由于具备提高电厂热力循环效率等各种特点，所以也得到了比较广泛的应用。
（2）回热加热器的优化。回热加热器火电机组的正常运行有着重要作用，新型的系统和原有系统相比有着更高的效率，优化的汽轮机的各级抽汽存在能级的差别。在这种情况下，只要抽汽的压力越高那么改级抽汽返回汽轮机时做的功就会越多，能力就越强，能级也就会越高。汽轮机的回热系统可以增强抽汽在汽油机内的做功效率，其影响主要表现在加热器的下端差、上端差和抽汽压损的变化上。新型的优化系统能够使汽轮机更加优化地运行，因为其拥有一个接近设计值的端差，保证设备的高效运行。
（3）给水泵的优化。电动给水泵原有的运行方式是定速给水泵方式，定速给水泵的运行依靠的是锅炉给水阀门的调节，这种调节方式的缺点就是当机组运行于低负荷时，阀门的节流损失比较的大。对给水泵电机装设变频器，依靠变动转速、平移泵的特性曲线来实现给水泵的优化，这一方案对于定速给水泵来说有着非常明显的优势，其优点在于极大限度地降低给水泵所消耗的能耗，特别在低负荷运行时，其节能的效果就非常的显著，经济性明显。
（4）汽轮机组能耗较高。汽轮机是电厂的原动机，汽轮机组可以实现热能、电能和动能的转化，汽轮机一般和加热器、发电机、凝汽器以及锅炉和泵配套使用，汽轮机组能耗较高主要包括两个方面的原因。首先是汽机本体方面，喷嘴室和外缸容易变形，隔板汽封和轴端汽封漏气严重，低压缸出汽边水蚀严重，调节阀油动机的气阀压损大、提升力不足、热力系统很容易发生泄漏，汽轮机组本体泄露严重。其次是机组运行调整方面，凝汽器的真空偏低、冷却水的温度过高、参数和实际运行负荷不对应、未采取优化运行方式等都会加大运行能耗，加大电厂成本支出。
（5）轴封系统的优化。汽轮机的轴端汽封又叫汽轮机轴封，其作用是防止外界空气进入汽轮机，与汽轮机内的蒸汽混合，减小蒸汽泄漏量，进而减小化学补水量和防止高能位的工作介质向低能位流动。作为汽轮机的易损件和必备部件，汽轮机的轴封的漏汽损失约占内部损失的1/3左右，近年来随着汽轮机密封技术的不断发展，汽轮机运行的安全可靠性和机组热效率都得到相应改善，就有效的提高机组热效率，减小燃料耗量，改善了电厂的经济性。
四、结束语
近年来我国能源面临着严重的紧缺，在这种情况下，电力行业加快对汽轮机运行效率的提高具有迫切性，所以需要利用优化、改造及升级等相关措施，来保证汽轮机效率的提高，实现能源的高效利用。
参考文献：
[1]刘成龙．谈火电厂汽轮机低真空运行的原因及对策[J]．黑龙江科技信息，2013（34）
[2]于达仁，刘占生．汽轮机配汽设计的改进[J]．动力工程，2010（9）
[3]方庆海．火电机组节能潜力诊断方法研究与应用[J]．动力工程，2011（11）
[4]郭丽红，刘志强．电厂汽轮机运行过程中节能的实现[J]．科技创新与应用，2014，32（20）：111