发电厂汽轮机系统优化策略分析

上海大屯能源股份有限公司 发电厂 朱 军

发电厂汽轮机系统优化策略分析

上海大屯能源股份有限公司 发电厂 朱 军

在电力能源供应日趋紧张的情况下，优化发电厂的汽轮机，提高其运行效率，是积极落实节能减排政策的重要途径之一。本文，笔者以某发电厂4×300 MW 亚临界机组为例，对汽轮机系统的优化策略进行分析，以期对同行有所参考。

一、影响发电厂汽轮机系统运行状态的主要因素

影响发电厂汽轮机组发电效率的因素比较多，主要有主汽温度、循环水泵耗电率、补水率、凝汽器端差、给水泵单耗、主汽压力以及凝汽器背压等。另外，在优化发电厂汽轮机系统时，还需要考虑机组负荷率、附属系统的完备程度以及汽轮机不同汽缸的热效率等因素。

二、发电厂汽轮机系统存在的主要问题

1.汽轮机本体方面存在的问题。

（1）主汽的设计压力与调节级动叶后的设计压力分别为16.8 MPa和11.818 MPa，调节级的效率低于设计标准。

（2）高压缸的效率低于设计标准。在实际运行中，该发电厂汽轮机组的高压缸排汽温度要比厂家设计值高出20 ℃ ～ 30 ℃，其高压缸效率普遍低于厂家设计值5% ～ 10%.调节级汽封的结构形式为单齿、镶嵌式；同时，大修该类型汽轮机时，揭缸检查发现汽封未出现磨损情况。

上述情况表明，厂家的设计间隙值略大，使机器无法发挥出最佳的密封效果，增加了漏气量，最终降低了调节级效率。

2.轴封系统方面存在的问题。该发电厂所使用的汽轮机封轴系统虽然在设计之初考虑了热经济性问题，但是由于轴封系统的设计太过简单，导致轴封系统出现了一系列问题。如，启/停轴封系统时常出现压力低于设计标准；汽轮机组在处于正常工作状态时，高压轴封的漏汽量偏大等。需要及时改进这些问题，否则会直接降低汽轮机的工作效率。

3.疏水系统方面存在的问题。该发电厂的汽轮机组不论是热力管道的疏水系统还是本体的疏水系统，其设计规模均十分庞大，阀门出现内漏的概率很大。这不仅影响汽轮机组功率的正常发挥，还会引发一系列问题。如，导致工质出现非允许状态下的流动；增加扩容器和疏水集管之间的温度差异，严重时会导致扩容器连接疏水集管之间的部位被拉裂，导致凝汽器漏入大量的空气，破坏凝汽器的真空；数量庞大的高品质工质漏入到凝汽器当中，汽轮机组受此影响，机组功率明显降低，并增大凝汽器的工作负荷水平，破坏凝汽器真空。

三、发电厂汽轮机系统的节能优化改造。

1.汽轮机本体方面的节能优化改造。首先，不论是在汽轮机的安装过程中，还是在大修过程中，必须高度重视对质量的监督和管理，确保通流间隙始终保持在合理的水平。其次，如果发现汽轮机组在实际运行中出现了上下缸温差较大的情况，应立即与厂家沟通，待确定汽缸夹层蒸汽的流量与流向之后，充分利用汽轮机大修的机会，直接更换汽封或者调整通流部分间隙，提高汽轮机的实际运行效率，实现汽轮机节能化运行。

2.轴封系统方面的节能优化改造。发电厂工程部门应该在设计阶段就封轴系统存在的问题与厂家沟通、协商，并进行解决。建议在增加轴封供汽母管管径的同时，对启/停轴封系统时出现的压力低于设计标准、高压轴封的漏汽量偏大等问题进行解决，为发电厂相关设备的经济运行和安全工作提供保障。

3.疏水系统方面的节能优化改造。在大修期间，通过对汽轮机组本体系统以及疏水系统的进一步改进和完善，在一定程度上降低了发电煤耗率，从而降低了发电成本，提高了发电厂的经济效益。管道疏水扩容器以及高加危急疏水扩容器在进行疏水系统重新设计时被取消，导致高加危急疏水阀动作以及不同种类疏水阀门内漏能够在不经过任何扩容器降温的前提下便可直接进入到凝汽器背包扩容器中，致使凝汽器受到更大的冲击，破坏凝汽器真空。

四、提高发电厂汽轮机系统经济性的相关策略

1.功能优化。采用 SIS 系统（安全联锁仪表系统），充分利用该系统的状态监测、发电煤耗计算、热力系统故障诊断、优化运行策略制定及设备检修建议提供等功能。采用运行优化技术，实现循环水系统、给水泵组、汽轮机运行方式、回热系统、调门运行方式的优化，使用顺序阀方式，尽量将阀位调整至阀点附近。参照机组的设计值或热力试验后获得的最佳运行曲线，实行耗差分析管理，优化运行方式，在运行中监视并分析机组的主要经济指标，并及时进行调整，不断提高机组运行效率。

2.改善汽轮机的运行环境。

（1）每月进行1次真空严密性试验。当机组真空下降速度大于 400 Pa/m in时，应检查泄漏原因并及时消除。

（2）加强凝汽器的清洗保养，保持凝汽器清洗装置处于良好的运行状态。

（3）合理调整真空泵运行方式，根据凝汽器真空参数及真空严密性，确定最合适的真空泵运行方式。

（4）保证循环水的水质，防止凝汽器钢管结垢，保证换热效果。

（5）在真空系统设备安装过程中要加强质量监督，确保真空系统管道阀门的严密性。