火电厂汽轮机运行存在的问题与对策

于超，张玉娟，王健(兖矿鲁南化工有限公司，山东 滕州 277500)

0 引言

作为我国电能的一种重要来源，火力发电直接影响人们的生产和生活。对于火电厂而言，汽轮机具备举足轻重的地位。因此，火电厂应高度关注汽轮机的运行。在汽轮机的运行过程中，因为受到一系列要素的制约，往往形成功率太低或高压加热器投入的问题，从而对运行效率形成制约。技术工作者在诊断汽轮机运行情况时需要根据实际现状认真地研究各种问题形成的因素，再以此为前提条件实施有效的处理对策，从而实现汽轮机运行效率的提升，推动火电厂的稳定运行。

1 火电厂汽轮机系统概述

1.1 火电厂汽轮机系统的结构组成

汽轮机是转化蒸汽能量为机械功的一种旋转式动力机械，其重点充当发电的原动机，能对船舶螺旋桨、压缩机、风机、各种泵进行直接驱动，还能结合汽轮机的中间抽汽或排汽实现生活、生产的供热要求。火电厂汽轮机系统的组成部分是静止以及转动部分：其中静止部分是轴承、静叶栅、汽缸、汽封、隔板、进汽部分；转动部分是联轴器、叶轮、主轴、动叶片等。作为汽轮机外壳，汽缸是隔开大气跟汽轮机流通部分，以使汽室形成，确保汽轮机中的蒸汽转换能量，汽缸中安装隔板套、喷嘴室、隔板等部件，汽缸外部跟抽汽、排汽、进汽等管道相连接[1]。

1.2 火电厂汽轮机的运行原理

火电厂中的汽轮机重点负责将蒸汽提供给整体发电系统，即转化热能为机械能的一种运行原理。具体来讲，汽轮机结合锅炉对燃料进行燃烧以及加热水的同时可以使蒸汽形成。如此一来，燃料的化学能迅速地向热能转化，结合高温蒸汽形成的压力影响下，汽轮机的不间断旋转实现，最后通过汽轮机的带动作用下，发电机旋转，从而可以转变机械能为电能。因为汽轮机属于旋转机械的一种，所以其需要结合蒸汽向热能转化而实现发电目的。而汽轮机的冲动作用原理与反动作原理有助于转化能量。其中，汽轮机的冲动作用原理即由喷嘴流出汽轮机中的蒸汽，然后经由动叶汽道时蒸汽运动方向出现改变，从而对叶片形成冲击性，最终促使叶轮选择形成机械功；汽轮机的反动作原理即汽轮机在运行时内部蒸汽向叶片位置运行，推动汽道中形成膨胀，叶流对叶片做功，形成反作用力，进而使叶轮旋转[2]。

2 火电厂汽轮机运行存在的问题

2.1 汽轮机超速问题

汽轮机发电机组这种机械设备的运行状态特点是高速长期性，能够实现3 000 r/min的运行速度，具备非常大的动力矩。如果火电厂汽轮机运行存在调节系统失灵现象，那么汽轮机将瞬间大大提升转速。跟设计值相比，转子零件的应力值相对较高，这会造成转子的断裂、叶片的甩脱、轴承的损坏，甚至会使汽轮机组整体形成报废。鉴于此，汽轮机超速将严重危害机械设备与人员安全，有必要将多渠道保护措施设置于汽轮机发电机组中且定期开展试验。

2.2 汽轮机真空系统存在的问题

汽轮机真空系统价值主要表现在：在启动汽轮机组的过程中即抽出了加热器以及凝汽器当中的空气，从而创造一定真空值。在汽轮机恢复正常工作之后，为了对真空值进行有效维持，能够将外部漏入、凝汽器当中的不凝结气体抽出。鉴于此，汽轮机真空系统的运行面临不少会导致其形成不利影响的要素，具体来讲，主要表现为：一是如果汽轮机真空水泵中的水温太高，那么较易导致真空泵抽气量显著降低，从而造成真空度的显著减小。二是如果外部环境温度值较高，那么循环水温也势必获得提升，这势必制约凝汽器吸热量以及蒸汽冷凝温度[3]。如此一来，凝汽器的真空度势必存在不断降低的一种趋势。三是真空系统的泄漏势必对汽轮机真空系统形成不利影响。真空系统的严密性受到真空系统、抽汽回热系统、疏水系统等的直接影响，如果真空系统存在泄漏现象，那么需要迅速地查询泄漏点。其中，真空系统较易形成的泄漏点是加热器排空管、凝汽器不锈钢管、疏水管道等。

2.3 汽轮机大轴存在的问题

对于运行过程中的汽轮机而言，基于发电机转子跟轴连接的叶片的同时运行影响下，从而形成电能。然而，汽轮机组转子会实时面临各种推力的影响，汽轮机大轴受压变形现象会形成，这势必制约发电机转子的运行状态，要么造成转子的径向或者是轴向共振现象，甚至还会形成严重的机器损害和人员伤亡事故。因此，必须密切关注汽轮机大轴受压变形的情况，尽可能地使用耐高温和抗磨损的材料[4]。

3 火力厂汽轮机运行存在问题的对策

3.1 定期检查汽轮机以及提高有关工作者的素质和技能

(1)定期检查汽轮机。对于汽轮机存在超速的情况，应实施定期检查的处理对策，以体现防范的作用。一是定期对其润滑油与抗燃油的油质进行化验，保障油质状态始终是达标的。二是定期测试汽门关闭时间、试验汽门严密性、试验阀门活动等。如果测试或试验存在不足，那么应实时检修或维护。三是对汽轮机的重要仪表仪器进行着重检查，尤其是对转速表能否可以正常显示状况进行检查。四是对其主汽门以及调速汽门是否面临卡涩现象进行检查。五是设计若干超速保护自身控制设备，有效安装安全阀。

(2)提高有关工作者的素质和技能。为了确保火电厂汽轮机的安全运行，需要注重设备维修与管理工作者专业素养的提升，需要增强操作者的安全观念，确保其科学、合理地操作汽轮机，定期保养与维护设备、规范维修技能，以提高管理工作者的应变技能。如果存在突发状况，则能够迅速、准确探究问题所在及实施应对措施。

3.2 改进与完善汽轮机真空系统以及优化抽汽回热系统

一是改进与完善汽轮机真空系统。在火电厂汽轮机运行系统中，应定期维护和检查真空设备，尤其是对润滑油油位、分离器水位、泵体运行是否正常以及电机轴承振动频率的数值是否在一定范围之内等一系列问题进行检查。倘若真空泵具备比较高的水温数值，那么应迅速检查冷却器的运行情况，判断冷却器是否存在堵塞的现象。如果真空系统泄漏的现象存在，那么需要迅速查找泄漏点。并且密切关注真空系统较易形成泄漏点的加热器排空管、凝汽器不锈钢管、疏水管道等位置。需要明确的是，还应结合真空泵与凝汽器的运行现状和应用寿命开展定期保养以及维护等相关工作，保障可以实现其顺利运行的真空标准要求。

二是优化抽汽回热系统。由于汽轮机组整体的热经济性能受到抽汽回热系统性能优劣的直接影响作用，因此很多的火电厂为了实现热经济性能的提升，往往会对抽汽回热系统进行优化。在抽汽回热系统的优化上，需要做到：根据加热器水温与抽汽量状态优化疏水管道以及疏水阀；有效地优化高、低加热器抽空气管道的设置问题，以及优化疏水泵管道，保障疏水泵可以实现理想的处理效果与疏水效果[5-7]。

3.3 汽轮机大轴受压变形的解决对策

一是当火电厂汽轮机启动前，需要组织盘车投运试验，保障手动以及自动投运状态的正常化，以及确保盘车电机电流达到正常值；二是当火电厂汽轮机组停止运行之后，倘若转子盘不动的现象存在，那么需要禁止强行盘车的现象出现，防范对其他部件形成损害；三是纵观汽轮机运行状态以及仪表仪器的指示情况而言，如果汽轮机组存在故障，那么应实时暂停运行，且记录停机的具体时间，在需要的情况下还应在停机之后进行揭缸检查。

4 火电厂汽轮机的发展前景

随着社会的不断进步和发展，人们对电力的需求呈现越来越增长的势头。因为晚间跟白天的电网荷载不同日益加大，如此现象的形成对火电厂汽轮机系统的运行时间形成直接影响，因此应科学地组织汽轮机的运行时间。然而，国内火电厂基本都应用容量较大的汽轮机设备，以及大部分应用基本负荷为设计原理，在具体应用过程中往往存在荷载改变或启停情况，汽轮机的运行效率受到显著制约。因此，为了确保火电厂汽轮机的运行效率及稳定、安全，应持续创新和研发汽轮机技术。外国的汽轮机应用和发展经验丰富，我们需要借鉴先进科技，且持续优化和完善，从而实现汽轮机运行效率的提升，促进我国经济的发展。

5 结语

综上所述，根据当前火电厂汽轮机运行存在的问题，需要定期检查汽轮机、改进与完善汽轮机真空系统、优化抽汽回热系统以及解决汽轮机存在的大轴受压变形问题，并且提高工作者的素质和技能。尽管当前我国经济迅速发展，可是依旧面临严峻的能源与环境问题。只有实现火电厂汽轮机运行效率的提升，降低汽轮机的故障率，助力减少环境恶化问题，节省能源，从而推动社会的健康与稳定发展。