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摘 要：火力发电厂是由多个设备与系统所组成,也是实现能源转换的重要基地,其中每个环节的设备都有可能对整个发电厂的经济效益带来影响,而汽轮机作为火电机组最为重要的组成部分之一,对整个火力发电厂运行的安全性与经济性都着至关重要的作用.本文结合实际工作经验,从汽轮机的特点与工作原理出发,并主要就如何实现火力发电厂汽轮机运行的优化进行了分析与探讨.
关键词：火力发电厂 汽轮机 优化 运行
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)09(b)-0049-01
近年来,随着我国经济的快速增长和社会电力在需求上日益提高,我国整体的用电结构正发生着明显的改变,其电网负荷的昼夜峰谷差值也越来越大,导致火力发电厂中汽轮机组不得不参与到电网的调峰运行.然而由于我国正在运行大容量汽轮机组,均是按照基本负荷进行设计的,在当前频繁的启停和变负荷运行情况下,也导致汽轮机在热经济性和安全性上出现了明显降低.为此,在确保安全性的前提下,如何实现当前火力发电厂汽轮机的运行优化,从而达到节能增效的目的,已成为了当前发电企业所急需解决的重点课题.
1.火力发电厂汽轮机的特点与工作原理
1.1 汽轮机的特点
火力发电厂汽轮机是以蒸汽作为工质,将热能转变为机械能,从而为发电机发电提供需要的机械能.当前,汽轮机与发电机是作为火力发电厂中三大主要设备的两大主机,其具有以下几方面特点：热效率高,凝气式汽轮机组的综合热效率可达40%,供热机组的热效率则达到了80%；汽轮机作为连续工作的回旋机械,具有较大的单机功率；机组运行平稳,事故率较低,一般可保持3年左右的大修,提高了设备的利用率；热经济性能高,使用寿命长,且能更使用各种廉价的燃料等等.
1.2 基本工作原理
汽轮机是利用蒸汽的热能来实现作功的旋转机械,因此其工作原理主要是基于热能转换为机械能的理论,包括了冲动作用原理和反动作用原理.
（1）冲动作用原理.在汽轮机中,从喷嘴流出的高速蒸汽通过该动叶汽道时,其流动方向改变,因而对叶片产生冲动力并推动叶轮转动,作出机械功,即为冲动作用原理.
（2）反动作用原理.是指在汽轮机中,当蒸汽在动叶片构成的汽道内膨胀加速时,汽流必然会对动叶产生一个由于加速而产生的反动力,以推动叶轮运动并作出机械功.
冲动作用原理的特点是汽流在动叶汽道内不膨胀加速,而只是发生方向的改变,而反作用原理的特点是汽流在动叶汽道内部件会出现方向的改变,而且还进行膨胀加速.
2.火力发电厂汽轮机的运行优化
汽轮机组热力系统的状态是影响到机组能耗和运行安全经济性的重要影响因素.当前在火力发电厂汽轮机组中普遍存在着一些热力系统运行损失大、运行负荷波动大、维护成本高以及检修后性能下降快等方面的问题.为此,应加强对汽轮机热力系统的设备性能与运行参数的分析与研究,并通过对各项设备和运行指标的优化,以实现节能降耗,减少系统的热损失,达到最优的运行状态.
2.1 优化方法的选择
（1）单因素轮换法.该方法是通过对不同负荷下汽轮机进行单独的优化实验,以确定在工况改变时汽轮机最优的定压与滑压运行曲线,给水泵和循环水泵的最佳运行方式以及机组的最佳加热器传热效果等等.
（2）独立调整与联合调整结合的方法.该方法是通过以独立调整与联合调整相结合,以保证汽轮机组整体运行的最佳效果,在提高运行经济性的同时,也有效保证了节能效果.
2.2 定、滑压运行参数的选择
根据生产实践和热力循环理论表明,汽轮机组在额定负荷或者在其附近较高负荷运行时,采用定压方式能具有较好的经济性.主要是由于一方面主蒸汽调节阀的开度较大,而进汽节流损失较小；另一方面则是机组在运行参数上更加接近设计值,因此整个汽轮机组均能在较高的效率状态下运行.为此,我们应做好对定、滑压参数的选择,通过汽轮机在不同主蒸汽参数中的一系列对比实例,以寻找更为经济、合理的运行曲线,为提供汽轮机最佳运行方式提供准确的科学依据.在优化实验过程中,应着重做好以下几个方面：
首先,应在不同负荷条件下,选择汽轮机定压参数和不同滑压参数进行经济性的分析与比较,以获得机组在全负荷范围以内的最佳运行方式；其次,应做好对定滑定运行方式在负荷转折点上的选择；最后,在定滑定运行的方式下,对各负荷点在主蒸汽压力与相应高压主汽调门的开度进行确定.
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2.3 给水泵最佳运行方式的确定
对于汽轮机单元机组而言,给水泵的功率约占据了整个主机容量的2%～4%左右,因此可通过对给水泵功率损耗的有效降低,以实现整个机组经济性上的提升.由于汽轮机组在低负荷滑压运行情况时,对水泵的流量、压力和转速都有所降低,因此可在此运行状况对水泵的最佳运行方式进行确定,也实现机组经济性能上的提升.在具体优化选择的过程中,主要应做好以下两个方面：
一方面应根据单台给水泵余量较大的特点,在低负荷运行情况时进行单台给水泵的最大出力实验,从而有效获取低负荷时机组运行经济性的参数值；另一方面,则应当通过在不同负荷定滑、压运行方式下,测量给水泵组的耗能和效率,以确定给水泵组的最佳运行方式.
2.4 循环水泵匹配方式的确定
在汽轮机组凝汽器冷却面积、清洁度以及严密性一定的情况下,要获得在某一负荷条件下凝汽器的压力,则主要取决于循环水的流量与温度.而在不同循环水的温度条件下,水流量也会相应不同,这也决定了循环水泵的运行方式.在进行优化实验的过程中,应通过叶片和循环水泵调整各自的角度,然后完成循环水泵在流量与功耗上的测量,获取循环水泵的最优化配置.
2.5 汽轮机背压的确定
背压即是指汽轮机的排汽压力,背压的变化在汽轮机组的各项参数中对机组热损耗和机组出力的影响最大,并对整个机组的煤耗有着一定的影响.背压参数值主要有机组负荷、循环水温度和流量所决定,为了确定循环水泵耗能的增加与背压值增加两者之间的关系,通常在优化实验中,可采用机组净出力比较法.具体过程是通过在不同负荷条件下,改变凝汽器的背压值,并测量机组的增加功率,结合当前循环水泵耗能变化的测量,以确定汽轮机组的最佳背压.
3.结语
在实现火力发电厂汽轮机的优化运行过程中,应结合实际生产和汽轮机运行现状,在确保安全的同时,从运行角度出发,从而有针对性的对汽轮机在运行方式和参数上的调整,以实现提高汽轮机运行经济性和降低机组供电耗煤的目的.同时,还可通过对汽轮机运行基础工况和基准参数的确定,为发电厂实现在机组性能在线监测和优化管理方面提供必要的依据.
参考文献
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[2]刘帅.汽轮机变工况优化运行模式研究[J].陕西电力,2009(7).
[3]王晓龙.大型汽轮机组滑压运行参数优化及试验研究[M].北京:华北电力大学出版社,2010.
总结：该文是关于汽轮机运行论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
汽轮机引用文献:
[1] 汽轮机技师论文题目大全 汽轮机技师论文题目怎么定
[2] 汽轮机技师论文提纲模板 汽轮机技师论文提纲如何写
[3] 汽轮机技师论文摘要怎么写 汽轮机技师论文摘要范文参考
