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摘要：汽轮机作为火力发电厂运行的重要组成部分，内部组织结构精密复杂，一旦某个环节出现故障，都有可能引发汽轮机、凝汽器真空、水泵等系统出现一系列问题，直接影响到系统整体的运行效率，因此加强火力发电厂汽轮机的优化运行，有利于提升火力发电厂整体运行效率。文章主要分析火力发电厂汽轮机的优化运行，希望能为火力发电厂优化汽轮机系统提供借鉴。
关键词：火力发电厂；汽轮机；优化运行
火力发电厂主要是通过燃烧各种燃料，将原煤燃烧后产生的热能用以加热水，然后利用汽轮机将高温度的蒸汽转化为动能，最终通过发电机转化为电能供给电网。可见汽轮机的运行状态直接关系到整个火力发电厂的运行效率与运行安全，因此优化火力发电厂的汽轮机运行状况，改造和优化设计整个系统运行效率具有重要意义。
1.国内当前火力发电厂汽轮机的运行状态
20世纪50年代，国内开始正式推广火力发电厂汽轮机，发展到二十世纪六七十年代，各个汽轮机开发商开始研发燃气轮机，但是由于国内调整了能源结构，天然气投入不足，加大了燃气轮机研发的成本，直到近十年，国内开始调整能源战略，燃气轮机的研发开始发生得到明显发展，并在短时期内得到迅猛发展。截止2014年止，国内应用型号为200MW、300MW和500MW的汽轮机组分别达到221台、539台、305台，综合考虑发电能力和设备数量，300MW汽轮机组是国内当前火力发电厂中应用广泛的汽轮机组，也是电网的重要机型。但是由于这些汽轮机组装机时间早，受设计水平、制造和安装水平的影响，在性能方面明显低于现代先进水平，经济性欠考虑，浪费有效能源，与国家提倡的建设环境友好型和资源节约型社会要求不符。为了提升设备的运行效率，强化状态监测，许多火力发电厂开始对汽轮机的维护，加大技改，避免汽轮机机组“带病运行”，实现对汽轮机的优化，保障火力发电厂汽轮机正常运行[1]。
2.火力发电厂汽轮机的优化运行方法
2.1优化辅助系统
传统的汽封压力调节系统运行复杂，运行逻辑比较器属于机械式，容易受四周环境因素的影响，增加了维护的难度，加之汽封压力设定值需要人工操作，增加工作危险性，与当前工业生产的安全原则不符。随着技术的发展，自动化已经引入到电厂生产控制系统中，由自动化控制系统替代传统机械式控制仪表组件来运行，利用压力变送器测量将轴封平衡管压力的信号传送到控制系统，利用模块整定计算控制系统内设定值，然后将计算的准确信号录入到电动调节阀、启动隔膜调节阀的电气转化器开关中，对调节阀的开度加以调整，确保汽轮机轴封蒸汽压力和实时参数一致。
2.2优化汽轮机背压
背压是一种排气压力，一旦背压发生改变，势必给汽轮机的运行参数带来影响，特别是在汽轮机出力和热损耗的情况下，影响汽轮机的煤耗量。因此为了让背压值与循环水泵耗能增加，确定二者之间的关系，应改变凝汽器背压值，并定时测量汽轮机所增加的功，然后以当前循环水泵耗能为依据，计算汽轮机组的背压。
2.3优化回热加热器
回热加热器在火力发电厂发电机组中发挥重要作用，因此优化回热加热器，能够控制汽轮机各级抽汽，如果抽汽压力增加，抽汽返回汽轮机中所作的功明显增加，本身的能力与能级也会上升。同理汽轮机也可借助回热系统增强汽油机的做功功率，改变加热器的上端差、下端差和压损，辅助汽轮机更好运行[2]。以某火力发电厂购买的进口300MW汽轮机为例，在回热系统的优化改造方面，由于1~3号高水位超出高报警全开事故疏水阀，出现切除保护经常动作；5号、6号和7号低加疏水不通畅，主疏水调节阀全部打开，疏水泵运转期间疏水箱水位即便是辅助调节阀也无法控制在可控范围内，凝结水流量大，机组带负荷时1台凝结水泵出口压力低，加热器端差大于30℃，难以满足系统稳定运行的要求。针对上述问题，需要重新更换阀门，5号低加主疏水调节阀阀芯从2寸更换为3寸，然后在调整门位置增加F76旁通管；6号低加主疏水调节阀阀芯从3寸更换为6寸，在调整门位置增加F108旁通管；对于7号，根据输水管的特征，去除7号低加疏水管向上的弯头。
2.4优化凝汽器真空抽气系统
在火力发电厂发电机组运行中，凝汽器真空抽气系统作为关键部分，与火电机组运行效率密切相关。在传统发电机组系统运行中，往往会出现凝汽器真空抽气系统故障，使得真空系统泄露气体。一旦真空系统泄露气体就会引起水环真空泵超出限定值，导致整个发电机组损坏，针对这一情况，要想提升机组的运行性能，应优化凝汽器真空抽气系统，提高热力循环效率。以330MW机组真空抽汽系统优化为例，该配置的抽气能力小、功耗大、效率低，改造前该机组配置2台射水抽气器，每台有7通道，喷嘴半径为Φ23mm，为迎合国家倡导的资源节约型要求，将2台CS-1200-60-1的抽气器更换为3台TC11水环真空泵，然后按1运1备方式配置2台小机抽气系统，小机抽气系统的运行设计成即可独立、又可连通的运行模式，其中1台小机发生故障，另1台可自动运行。改造完成后，经现场调整试验，测试性能、夏季工况和微真空冷却等各方面性能，证明水环真空满足设计要求。
2.5优化水泵
以往电动水泵都是通过定速给水泵进行运行，以调节锅炉给水阀门，虽然这种运行模式能够进行低负荷运行，但是阀门中的节流容易流失，因此应进一步完善和优化变速给水泵，通过变动转速和平移泵的曲线来完成操作，借助给水调节阀改变积水流量，从而达到改善气动泵组的经济性能[3]。以某大型火力发电厂1000MW汽轮机为例，在水泵运行方面，凝结水泵均是通过定速运行，借助泵出口调节阀节流器对泵流量严加控制，保持除氧器水位的稳定。随着发电负荷峰谷差增加，需要增加大容量机组的调峰，凝结水泵流量频繁变换，导致能量浪费。针对该问题，需要加强改造，通过高压变频调速控制凝结水泵，改善电机电源频率，改善泵的出力情况。然后优化布置开式冷却水系统，在A排外循环水管上方安装闭式冷却水系统的水热交换器，无需设置开式循环冷却水泵，降低水泵噪音的同时，提升电动机的功率因数。
3.火力发电厂汽轮机的发展趋势
随着汽轮机的出现与推广使用，不仅有效地促进电力事业稳定发展，也为将来电力事业发展指明了方向。因此对于大型汽轮机组的研发，是汽轮机日后发展的目标，而研发更长的末级叶片是促进大型汽轮机发展的关键。另外，研究提升热效率也是汽轮机优化的主要方向和目标，即通过二次再热与更高蒸汽系数，对调峰机组推广工业汽轮机的研发和应用，是汽轮机发展的必然趋势。但是要想实现这些目标，都应采用新的理论和技术对汽轮机进行改造升级，提高汽轮机性能[4]。
结束语
综上，我国对能源需求量较大，如何有效利用能源来发电已经是国内电力事业发展继续解决的主要问题。目前国内火力发电厂成本投入较高，必须研究优化已有的汽轮机发电模式，并加以改善，想方设法提升汽轮机组的使用率和经济性，改变汽轮机的运行和辅机节约能源模式，实现节能增效，从而满足国家的能源战略与环境要求。
参考文献：
[1]王小亮.对目前火力发电厂汽轮机的优化运行思考探究[J].科技资讯，2015（14）：47-47.
[2]张清宇.发电厂汽轮机运行效率优化分析[J].科技展望，2015（3）：88-88.
[3]王文霞，赵亚琼，洪元涛，等.关于发电厂汽轮机运行效率优化探究[J].科技、经济、市场，2014（6）：121-122.
[4]闫鹏.火力发电厂汽轮机的优化运行对策浅议[J].工业：167-167.