汽轮机运行调节方式优化策略探析

卢士丽

山东诚信工程建设监理有限公司 山东济南 250000

汽轮机又称为蒸汽透平发动机，是一种旋转式的蒸汽动力装置，其作用原理为：经过锅炉作用而生成的高温高压蒸汽穿过固定的喷嘴，成为加速的汽流，并喷设至叶片上时，推动装有叶片排的转子转动，同时对外做功，实现蒸汽动能、机械能的定向转化。在现代社会，城市化的深度发展要求电厂必须随时随地、保证保量地供应优质电能。基于电厂集控运行模式，优化汽轮机运行机制十分重要。

1 汽轮机运行中的常见故障

1.1 严重超速问题

对于汽轮机严重超速的判断标准是，以危急保安器动作转速差作为参考，当汽轮机转速超过该转速差时，并且继续上升，则称为严重超速，严重超速有着极大的安全隐患，并且严重超速会使得汽轮机出现一些不正常的现象，比如汽轮机的机组振动增大，以及运转声音异常等等，这些都会使得汽轮机的寿命严重受损，并且极有可能发生事故，因此要时刻观察汽轮机的工作状态，以便对这些问题做出及时的处理[1]。

1.2 转子不平衡问题

转子质量的不平衡，是导致汽轮机组振动发生异常的主要原因之一，目前来说，汽轮机和发电机的转子大多数都是柔性转子，柔性转子有一种特性，就是当转速升高时，柔性转子的绕区也会相应发生改变，从而导致转子的平衡状态发生一定的变化，因此转子的不平衡会较大概率的导致其轮机组振动发生异常。

2 汽轮机运行调节方式优化策略

2.1 调控主蒸汽压力值

通过调控主蒸汽压力值，能够维持汽轮机内部压力循环的稳定性，从而优化汽轮机的工作环境。在具体的应用过程中，需要对汽轮机定压数值和滑压参数进行计算，确定最佳的应用范围，这也是用作汽轮机监督的重要参考之一。为了提高分析结果的准确性和可靠性，可以在分析过程中引入大数据分析技术、云计算技术、专家系统等手段，根据技术最终的应用效果来调整系统运行时的节点负荷，同时对转折点进行优化选择，从而提高参数调配的可靠性。需要注意的是，主蒸汽压力值并不是一个固定数值，需要根据汽轮机工作状态、生命周期做出适当调整，从而确保系统运行时的工作效率，提升系统运行过程的稳定性。

2.2 配汽方式进行优化

造成汽轮机运行效率低的一个关键原因在于，运行过程中损失了大量可以避免的能耗，故对传统复合型汽轮机配汽方式进行全面梳理并优化，是一种可行性较高的方案。传统的配汽方式为：①节流配汽，原理为使进入汽轮机的所有蒸汽均需经过一个或多个同时启动/关闭的调节阀；其中，第一级为全周进汽，没有调节级。此种配汽方式的结构相对简单，且启动或改变复合时，第一级的受热十分均匀，温度变化幅度较小，产生的热应力也十分有限。但该方式的缺点在于，处于低负荷状态时，因节流而造成的损失极大。②喷嘴配汽，原理在于将第一级分为3-6个喷嘴组，各组之间具备一定的间隙，处于“隔开”状态；各自配备一个调节汽门控制装置。在蒸汽进入汽轮机的过程中，各喷嘴组依次开启，能够有效降低因节流而造成的损失。此种配汽方式的缺点在于，调节级的受热分布均匀程度不足，部分喷嘴组会因进汽而产生损失；此外，调节级的余速基本无法利用，一旦负荷下降，高压缸内各级的温度变化存在巨大的差异。将上述两种配汽方式整合为一个整体，形成“节流－喷嘴联合配汽”模式，不仅能够解决单一模式下的所有问题，还能够基于阀门状态管理功能，实现配汽方式的自由切换。如图1所示，为喷嘴配汽汽轮机的示意图，其中，（a）为全机示意图，（b）为调节级示意图；1代表自动主汽门，2代表调节汽门，3代表喷嘴组间壁。在此基础上，在自动主汽门下方，盘整期进入汽轮机之前，设置节流装置，即可形成“节流－喷嘴联合配汽”模式，从而提高汽轮机的运行效率。

图1 喷嘴配汽汽轮机示意图

2.3 调整再热器减温水量

在对再热器减温水量进行调整时，首要任务便是适当减少再热器减温水的使用量。结合目前的设备使用情况，再热器的汽温大都采用以烟气侧调节为主、以减温水调节为辅的方式。基于此类情况进行调节时，可以根据不同状态下燃煤的燃烧情况进行调整，以确保再热汽温保持在既定的温度范围内，从而起到减少减温水使用总量的作用[2]。

2.4 更新汽轮机启停方案

①基于汽轮机转子在运行过程中的损耗率、寿命、受热变形情况、膨胀差值等，精确计算针对转子的温度和变化率，减小误差；②进入汽轮机的温度变化率会随着机组设备放热系数的变化而变化，故将之控制在相对稳定，能量浪费幅度较小的范围之内，具备较高的可行性；③对温度、膨胀差、振动等采用不超限的测点监控模式，及时发现汽轮机运行过程中的异常参数变化；④盘车预热和正温差的启动过程，应该实现最佳温度匹配；⑤在保证设备安全的前提下，需要尽可能地缩短启动时间，有效降低电能及燃料的消耗量，从整体的角度对汽轮机的运行过程进行优化；⑥在优化期间，技术人员可以将额定参数停机模式转变为滑参数停机模式，保证各部件在停机过程中有效降温，提升设备后期的检修效率。

3 结语

我国发电主要是采用火力的方式，应该不断地完善与优化当前的运行方式，并提高资源的使用率。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。