摘要：汽轮机在发电厂中属于重要设备，其运行可靠性会对汽轮机组整体经济性能、安全性产生直接影响，所以需要对发电厂汽机运行加强维护，促使汽轮机组不断提高运行效率、经济性能和安全性。本文主要通过分析发电厂汽轮机的工作原理，梳理汽机运行存在的问题，提出发电厂汽机运行维护要点及相关措施，在保证设备运行可靠、供电安全基础上实现降低煤耗、节约能源的目标。
关鍵词：发电厂 汽机 运行 维护
Abstract： Steam Turbine is an important equipment in power plant， its operation reliability will have a direct impact on the overall economic performance and safety of the steam turbine unit. So， it is necessary to strengthen the maintenance of steam turbine operation in power plant to promote the continuous improvement of operation efficiency， economic performance and safety of steam turbine unit. By analyzing the working principle of steam turbine in power plant， combing the problems existing in steam turbine operation， this paper puts forward the key points and relevant measures of steam turbine operation and maintenance in power plant， so as to achieve the goal of reducing coal consumption and saving energy on the basis of ensuring reliable equipment operation and safe power supply.
Key Words： Power Plant; Turbine; Operation; Maintenance
在我国电力事业不断发展过程中，对供电质量和安全性提出更高要求，需要发电厂合理提升生产效率。而要实现这一目标，就要关注改进并优化汽机运行方式，在实际管理中加强汽机维护，使发电厂汽轮机组保持稳定、高效的运行状态。汽轮机组运行期间，相关技术人员要对各项常规数值指标进行实时监测，结合相关数值指标准确判断机组运行状态，并以此为依据合理制定运行维护措施，使发电厂的汽机不断提升运行效率，维护生产安全。
1 汽轮机运行原理
发电厂中汽轮机为一个整体，在实际运行期间主要通过锅炉燃烧器促使煤的化学能转成蒸汽动能，利用喷嘴使相关蒸汽进入汽轮机组当中，并带动设备运转，然后转变为机械能，实现发电目标。盘车装置是汽轮机的重要组成部分，其工作原理相对复杂，主要是在电机带动下使链条转动起来，之后在齿轮相互配合过程中将动力传递至汽轮机大轴盘车。目前汽轮机当中的盘车装置有两种工作模式，一种是手动投入，另一种是自动投入。其中，自动投入的工作原理是运行中助油泵会有一定油压产生，在对油泵做出开启动作时，会使出油压力逐渐上升，当达到某一数值将会出现启动信号，该信号传输至盘车控制台后，会自动将电磁阀带点打开，从而有一定动力产生，相应动力达到一定程度，并且高于盘车弹簧阻力，就会使齿轮运转，在带动作用发挥下使大盘车齿轮开始转动[1]。手动投入模式的工作原理和自动投入模式比较类似，不过所用工艺更加简单，具体是在助油泵产生油压之后，并且油压数值达到一定范围区间，就会有启动信号产生，该启动新号传输至盘车控制室之后，以人工操作方式使拐臂杠杆转动起来，当杠杆旋转达到某一角度，可使齿轮开始运动，在相关齿轮不断运转过程中促使大轴盘车齿轮也同步运动。在汽轮机工作过程中，若盘车运转期间所产生扭力比齿轮所受气压数值更低，就会使盘车大轴齿轮与其他齿轮间产生一定相反力，使不同齿轮相互分离，在此基础上使汽轮机盘车装置当中的各齿轮与连杆保持平衡状态。
汽轮机级当中所分布的蒸汽能量会在运行期间转化成机械能，所以可据此对汽轮机进行分级，包括反动级、冲动级、速度级[2]。其中，对于汽轮机速度级来说，其在运行过程中因为喷嘴内部分布有蒸汽，这部分蒸汽在受热之后会膨胀，并在膨胀之后产生一定动能，而相关动能往往要分次利用，一般情况下动叶包含两列。汽轮机冲动级在工作过程中，其运行原理主要是喷嘴内所分布的蒸汽在受热之后会膨胀，而在运行期间喷嘴流道截面积呈现出逐渐减小趋势，这会使得蒸汽运动速度不断加快，从而产生越来越大的动能。和冲动级相比，反动级无论是静叶还是动叶，其内部蒸汽均会发生膨胀，受到反动作用影响，会是动叶流道当中所分布的蒸汽提高流动性能与流动速度等。从理论层面分析，在各项条件均一致时，双列速度级做功能力会高于冲动级和反动级，并且比冲动级高出2～3倍，比反动级高出5～7倍。若发电厂汽轮机组当中不支持应用多级汽轮机，如果蒸汽等熵焓降超过普通冲动级可利用有效限度，则适合应用速度级。
因为单级汽轮机保持着较小的等熵焓降有效利用率，所以通常情况下发电厂会使用多级汽轮机，以最大程度提升等熵焓降实际有效利用率。多级汽轮机和单级汽轮机相比，其主要有两大优点：（1）汽轮机运行过程中，在条件特定的时候，下一级可对上一级余速损失实现有效利用;（2）各级等熵焓降相加起来会超过汽轮机整体的等熵焓降，两者之比超过1。综上所述，多级汽轮机其内效率总和远超过各级平均内效率。
2汽轮机运行常见问题
在火电机组运行过程中，回热加热器系统当中的有关部件需要参与运行，而若回热加热器发生故障，不能满足系统正常运行要求，则可引发诸多问题。如若加热器运行过程中旁路门未严实的密闭，从而引发泄露问题，就可能造成加热器系统通过旁路进水，严重影响火电机组正常运行，同时还会使汽轮机组整体热经济性能下降。进入到加热器当中的蒸汽饱和温度和加热器出水水温之间的差为加热器端差，汽机运行期间，要最大程度降低端差，通常在表面式加热器利用中，端差数值不能高于5～6°[3-4]。若加热器运行中存在过大的上端差，就会使出水温度明显下降，从而使该级抽气量明显降低，在此基础上使高一级加热器进一步增加抽气量。若相反，也就是加热器有过大的下端差，就会明显增加该级抽气量，促使第一级加热器减少抽气量。另外加热器运行期间，可有多项因素造成出水温度降低，比如钢管水侧结垢之后使管道出现明显堵塞问题，或运行中水侧流量急速上升，或疏水水位明显提高，或加热器旁路门误开火调整不合理等。在对加热器进行切除处理后，给水泵所输出水温和规定给水温度相比会明显降低，这种现状会使系统循环吸热温度平均值大幅下降，从而对循环效率产生严重影响。而若加热器旁路有泄露问题存在，机组运行过程中会随着泄露程度的不断增加而逐步降低经济性能。和小旁路泄露相比，大旁路泄露所造成的影响更加巨大。
3发电厂汽机运行维护要点和措施
在发电厂对汽机运行展开维护过程中，要从优化设计、合理制作、规范安装等层面入手，不断优化机组运行效率，并在此基础上有效改善机组经济性能。对于汽轮机组来说，其运行状态和运行成本密切相关，若汽轮机组在实际运行过程中无意外情况出现，同时各项数值指标均保持在规定范围以内，通常不会影响到机组运行经济性能。而若汽轮机组运行过程中有相关数值指标异常，超出限定范围，会使运行成本明显增加，并且会对生产安全造成严重威胁。所以，要高度重视发电厂汽机运行维护工作，把握维护要点，并采取一系列优化措施。
3.1 优化真空抽气系统
在汽轮机运行维护过程中，要结合实际情况合理选择抽气设备，尤其要科学改进真空抽气系统。在实际运维期间，要关注处理汽轮机所排放蒸汽，使相关蒸汽凝结成水然后再次利用在锅炉运行中。要保证凝结器真空抽气系统充分发挥其功能作用，要将抽气设备安装在排气部位，同时运行期间始终保持真空状态。因为凝汽器真空抽气系统是汽轮机辅机内关键组成部分之一，其运行可靠与否会对机组运行安全和运行效率产生直接影响。在机组运行、启动、停机过程中，都需要使用到抽气设备，在确保抽气设备正常运行基础上，确保凝汽器内部始终保持真空状态。喷射式真空抽气器属于动量传输泵，运行中主要在文丘里效应基础上产生高速射流，从而使气流朝着出口方向不断输出。喷射式真空抽气器基于不同的介质可分为3种类型，即：蒸汽喷射真空泵、气体喷射真空泵、液体喷射真空泵。3种真空抽气器的动力差异较大，分别是压力蒸气、非可凝性气体、压力水，不过3种真空抽气器运行原理基本相似。
目前一些发电厂会应用水环真空泵实现真空抽取作业，具有较好的应用效果。传统抽气系统设备在运行中时常发生故障问题，由此引发真空系统漏气，若漏气量较大，还容易使水环真空泵运行中存在过载问题，从而对汽机机组整体运行状态产生不良影响[5]。在优化真空抽气系统过程中，要保证凝结器当中始终处于真空状态，在此基础上不断提高机组整体运行效率，维护机组运行安全，并同步节约运行成本。抽气系统经过优化改进后，可使发电厂的热力循环效率明显提升，目前在发电厂应用较为广泛。
3.2 改进回热加热器
回热加热器在汽机机组运行期间发挥着重要作用，在科学技术不断发展过程中，回热加热器系统更加完善，和传统系统相比，工作效率也明显提升。汽轮机经过改进优化后，抽气能级会有一定差异，在能力增加过程中，能级也会同步增加。对回热系统进行优化改进，可使汽轮机当中抽汽做功效率明显提升。在实际改进优化中，涉及到的主要内容有加热器抽气压力损失、上端差、下端差等。回热加热器系统经过优化处理后，可使汽轮机运行状态得到改善，并使机组整体运行效率明显提升。
3.3 合理调整给水泵
在原有电动给水泵当中，其运行方式主要是定速給水泵，实际运行过程中需要对锅炉给水阀进行合理调节。在此工作模式下，若机组保持低负荷运行状态，将使阀门节流损失比较大。为改善这一现状，运维过程中要对给水泵展开变速调节，具体就是结合实际情况以及相关规范要求适当调整水泵转速，从而使水泵性能曲线发生改变，如果管路曲线未发生改变，就要合理调整工作点，从而使给水泵整体运行方式得到优化[6]。运维期间将传统的定速调节替换为变速调节，不需要使用给水调节阀就可改变给水流量，特别是在机组保持低负荷运行状态时，能获得明显的节能效果。通过应用这一调节方式，还有助于降低气动泵组整体运行成本，提升汽机运行经济性能。
3.4 积极利用新技术
在我国社会经济持续发展过程中，各大发电厂开始普遍应用汽轮机，由此促使发电厂不断提高生产效率，推进电力行业可持续发展。在新时期环境下，电力行业越来越关注研发大型汽轮机组，尤其关注加长末级叶片。通过深入研究汽轮机，使汽轮机整体热效率明显提升。
4 结语
在发电厂生产过程中，汽机运行状态会直接影响到发电过程和生产效率，所以要对汽轮机加强运行维护，使其运行状态更加可靠、稳定、安全，并在此基础上不断提高发电效率。发电厂要对汽轮机组加大研究力度，重点针对给水泵、回热加热器、凝汽器等设备采取一系列优化措施，从而使汽轮机组整体生产效率不断提升，满足各领域提出的电力需求，并实现节能目标，有效缓解能源压力，促进电力事业的可持续发展。
参考文献
[1]刘志东.浅谈火力发电厂汽机辅机优化经济运行[J].价值工程，2019，38（31）：104-106.
[2]迟鹏，蒙磊，李思博.火力发电厂汽机设备运行中的常见问题及技术研究[J].通信电源技术，2020，37（2）：244-245.
[3]赵德举.火力发电厂汽机辅机优化经济运行[J].新型工业化，2020，10（8）：74-75，78.
[4]杜斌，柴方义，张俣.浅谈降低垃圾发电厂厂用电率的措施[J].新型工业化，2021，11（6）：187-188.
[5]李南.火力发电厂汽机辅机现状及优化策略[J].智能城市，2019，5（23）：196-197.
[6]杨云章.火力发电厂汽机设备检修施工组织探讨[J].智能城市，2020，6（11）：247-248.
作者简介：朱熠（1973-），男，本科，技师，中级职称，研究方向为热能动力。
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