火力发电厂汽轮机系统运行中存在的问题与应对措施分析

摘要：伴随着国家经济的飞速发展以及科技的不断进步，生态保护和节能降损的观念逐渐深入人心，因此围绕火力发电厂中汽轮机运行问题及应对措施的研究和分析具有重要意义。文章概述了汽轮机系统的主要特点和运行原理，总结了汽轮机系统运行过程中的相关问题，最后针对汽轮机系统的优化提出了几点建议。

关键词：火力发电厂；汽轮机系统；电力需求；轴封辅助系统；疏水系统 文献标识码：A

中图分类号：TM622 文章编号：1009-2374（2015）13-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.071

在我国经济飞速发展的时代背景下，社会对于电力的需求也在日益攀升。综合分析我国电力情况发现，现阶段我国电力结构正处于转型期，晚间电网负荷与白天电网负荷差距日渐加大，这一情况直接影响了火力发电厂中汽轮机系统的运行时间，因此需要对汽轮机系统的运行时间进行合理的调整，使其满足用电高峰的需要。然而由于我国现阶段所投用的汽轮机多为大容量设备，且多运用基本负荷为设计原理，在实际运用中常发生启停与负荷变动等问题，因此就汽轮机系统的热经济性与安全性层面来看，其运行效率与过去相比差距较大。为此，要充分保证汽轮机运行过程中的经济性与安全性，就必须不断完善汽轮机系统，优化其运行过程。

1 火力发电厂中汽轮机系统的简要概述

1.1 火力发电厂中汽轮机系统的基础特点

汽轮机在火力发电厂中主要负责为整体发电系统提供蒸汽，由其热能转换为机械能，由此可见发电机所需机械能主要取自于蒸汽。现阶段火力发电厂中常用的汽轮机系统主要具有以下四点特征：（1）汽轮机能够采用不同廉价材料，具有较高的热经济性；（2）由于汽轮机的运行过程较为平稳，能够大大降低事故发生率；（3）因为汽轮机包含在回旋范围之内，所以能够满足联系性工作要求，这也导致其具有较大功率；（4）汽轮机在运行过程中会产生大量热效率，突出体现在供热机组和凝汽式汽轮机组。

1.2 火力发电厂中汽轮机系统的运行原理

由于汽轮机属于旋转机械的一种，因此其运行过程主要是通过蒸汽转化成的热能来完成，由此可见其运行原理主要是实现热能转换，具体而言包含以下两个方面：（1）汽轮机反动作原理，即在实际运行中汽轮机内部蒸汽运行至叶片，促成了汽道的内部膨胀，在不断加速情况下气流对动叶产生一种反动力，从而推动叶轮旋转，有效形成机械功；（2）汽轮机冲动作用原理，即汽轮机内部的蒸汽从喷嘴流出，当通过动叶汽道时，蒸汽将会变换其运动流向，对叶片产生一种冲力，从而推动叶轮的旋转，有效形成机械功。

2 汽轮机系统运行中的常见问题

由于火力发电厂中汽轮机系统的内部结构相当复杂，因而导致影响其运行过程的因素广泛，从某种程度上来看对于汽轮机运行效率的优化形成了很大阻碍。从整体来看，火力发电厂汽轮机系统的运行效率主要受到轴封辅助系统性能、汽轮机组性能、疏水系统性能的影响，然而现阶段火力发电厂中的汽轮机系统的各项故障往往来源于轴封辅助系统、汽轮机组、疏水系统中，在很大程度上加大了资源浪费和资源损耗。从现阶段情况来看，火力发电厂中的汽轮机系统常见故障主

要为：

2.1 汽轮机疏水系统的常见故障

现阶段火力发电厂中常用的疏水系统结构过于复杂，对于疏水系统的控制和管理造成较大阻碍。汽轮机内部疏水系统通常选用输水管道阀门，导致高温蒸汽泄露故障常发，使得汽轮机工作效率大幅度降低，凝汽器幅度增大，同时还会造成疏水管的连接部分破裂。

2.2 汽轮机轴封辅助系统的常见故障

由于汽轮机轴封系统较为简单，降低了汽轮机在停机阶段和启用阶段的轴封压力。另外，汽轮机组在运行过程中，由于轴封辅助系统的密封性能较差，造成高温蒸汽大量泄漏，从而导致火力发电厂整体汽轮机组运行效率偏低。

2.3 汽轮机系统的常见故障

由于大部分火力发电厂汽轮机组在运行规程中，发生汽轮机高压设定值低于实际高压缸排气量的现象，从而使汽轮机组运行所产生的能量必须转化成热能才能有效耗散出去，导致火力发电厂汽轮机的整体高压缸工作效率锐减，从而直接影响到火力发电厂的整体运行效率。另外，火力发电厂中汽轮机组的调节级效率也普遍偏低，究其原因主要包括汽轮机间隙过大导致密闭性能降低，出现严重的高温蒸汽泄露情况，从而增大了汽轮机系统运行过程中的能量耗损，一旦出现汽轮机负荷升高，将会破坏汽轮机系统的稳定性，在很大程度上降低了火力发电厂汽轮机组的运行效率。最后，火力发电厂中汽轮机系统还存在汽缸调门震动幅度过大或不稳定情况，也在很大程度上降低了汽轮机系统运行过程中的安全性、稳定性、高效性。

3 解决汽轮机运行问题的有效途径

3.1 采取科学措施有效优化给水泵

通常情况下，给水泵的运行主要取决于电动定速实现，而依托于锅炉给水阀门的调节功能。需要明确的是，运用以上方式运行给水泵的确存在较大缺陷，主要表现在汽轮机系统处于低负荷运行时，给水泵阀门将会造成大量的能量流失。所以，针对此情况应当采取科学手段不断完善和优化变速给水泵，在此过程中所采用的主要措施是平移变速给水泵曲线和调节转速，在此种方法下运行的水泵功能效果要远远高于速给水泵。该形式的给水泵优势主要表现在不需要使用给水调节阀转变积水流量，此优势在汽轮机处于低负荷运行状态时尤为明显，有效降低了汽轮机运行中的能量耗损，由此可见，运用以上方法能够充分提高汽轮机的运行效率及运行安全性，加强了气动泵机组运行过程中的经济性能。

3.2 采取科学措施有效优化汽轮机背压

从其性质来看，背压主要适于汽轮机排泄压力范畴，一旦背压产生变化，将会直接对汽轮机系统中的不同参数产生影响，不仅如此，还会在很大程度上加大整体机组的煤炭资源耗损。综合来看，影响背压参数值的主要因素是流量所、机组负荷、循环水温度等。为了有效确定循环水泵耗能量增加与背压参数值提高之间的联系，可以充分将机组净出力法应用到实际优化实验过程中。其整体优化实验流程主要是，当汽轮机处于不同负荷状态下，改变凝汽器的背压参数，同时全面测量汽轮机系统中已增加的功率，根据现阶段循环水泵的具体耗能情况为基准，从而获取最适宜的汽轮机系统背压。

3.3 采取科学措施有效优化凝汽器内部真空抽气系统

对于火力发电厂中的汽轮机系统而言，最为重要的组成部分非凝汽器真空抽气系统莫属，主要是因为凝汽器真空抽气系统会对整体汽轮机的正常运行产生较大影响。在原始系统中，普遍会发生凝汽器真空抽气系统故障，同时由于真空系统发生气体泄漏情况，导致水环真空泵的超载现象，对汽轮机系统造成相当严重的损坏。针对此情况，若要全面提高汽轮机系统的运行效率，首先需要优化凝汽器内部真空抽气系统各项功能。

4 结语

现阶段火力发电厂中汽轮机系统往往存在汽轮机系统问题、轴封辅助系统、疏水系统问题，正是因为这一系列问题导致汽轮机在运行过程中损耗大量能源造成资源浪费，所以，应当从以上三个方面入手，不断优化其系统功能，提高火力发电厂整体运行效率，满足节能降耗要求，从而有效实现火力发电厂的可持续性发展。

参考文献

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作者简介：张祥（1987-），男，宁夏银川人，神华宁夏国华宁东发电有限公司助理工程师，研究方向：电厂锅炉系统（2*330MW循环流化床锅炉）、汽轮机系统，发电机及电气系统运行、维护，电厂整体运行、电厂运行难题及问题解决。

（责任编辑：黄银芳）endprint