浅析火电厂汽轮机主\辅设备的优化运行
摘要：在能源需求形势日益紧张的情况下，通过对现有的发电
厂汽轮机运行方式优化和辅助设备改造来提高效率，已是一个非常
迫切的任务。本文通过对现有汽轮机运行方式的研究，来提出新型
优化的运行方式，并积极试验验证，降低能耗，以缓解能源需求紧
张状况。
关键词：火电厂；汽轮机；优化运行
中图分类号：tm6 文献标识码：a 文章编号：
一、火力发电厂汽轮机的概述1.1汽轮机工作原理所谓汽轮机
工作原理也就是指整个汽轮机组的工作原理与汽轮机级的工作原
理。它的工作原理内容包括叶片上作用力的产生和损耗的形成，蒸
汽的流动以及使汽轮机与外界负荷变化相适应的形式。1.1.1级的
工作原理一般的把汽轮机的级可分为三种，分别是速度级、冲动级
和反动级。这种分类方法是根据蒸汽的能量值在汽轮机级内转换为
机械功的方式来确定的。所谓速度级，也就是分几次利用蒸汽在喷
嘴中膨胀后的动能,通常情况下是有两列动叶。冲动级是指蒸汽在
喷嘴中膨胀，随着喷嘴流道截面积的逐渐变小，蒸汽在其中的速度
逐渐加快。和冲动级比起来，反动级是蒸汽在动叶和静叶的流道中
都发生膨胀。由于存在反动度而使得蒸汽在动叶的流道中加快，同
时，它的流动性能也有所提高。从理论上来说,在同样的条件下，
可以认为双列速度级做功能力等同于6～8个反动级或3～4个冲动
级。其中在不建议采用多级汽轮机时，最理想的策略方案是在蒸汽
的等熵焓降大于一般的冲动级或反动级所能有效利用的限度时采
用一个速度级。[1]1.1.2多级汽轮机原理为了有效利用较大的等熵
焓降，而单级汽轮机所能有效利用的等熵焓降并不是很大，因而应
当采用多级汽轮机。和单级汽轮机相比,多级汽轮机的特点是：①
在汽轮机工作的过程中，上一级的余速损失在特定的条件下可以在
下一级中得到利用；②各级等熵焓降之和大于整个汽轮机的等熵焓
降h0，且两者之间的比值大于1。从多级汽轮机的这两个特点可以
看出，多级汽轮机总的内效率大于各级平均内效率。1.2汽轮机的
结构汽轮机的结构组成包括静止部分和转动部分，也就是静子和转
子。静子部分包括汽缸、进汽部分、隔板和静叶栅、汽缸、汽封及
轴承等。转子部分包括叶轮、主轴、联轴器和动叶片等。二.火力
发电厂汽轮机运行现状及优化2.1火力发电厂汽轮机运行现状汽轮
机组的设计、制造和安装各个环节都能有效的改善汽轮机组的经济
性能，优化运行效率。汽轮机组的实际的运行情况很大程度的影响
着机组的经济运行，当正常运行时各个数据指标都是在额定的范围
之内时，对于汽轮机组的经济性只会产生小的影响，但是当运行指
标突然超过额定的参数时，就将会对汽轮机组产生运行安全威胁。
原有系统的回热加热器的端差、散热损失和给水部分旁路漏流，对
于火电机组正常运行都不能有效的满足要求。回热加热器系统的各
个部分都会参与到火电机组的运行当中，但是当回热加热器出现问
题的时候，就会出现各种事故。另外加热器的旁路门关闭不严导致
出现泄漏，这会造成加热器的进水走旁路，这种情况会很大的影响
火电机组的正常运行，使机组热经济性能的降低。如果原有系统加
热器的上端差增大，那么将会导致出水的温度降低，从而导致本级
的抽汽量锐减，高一级的加热器抽汽量就会增加.相反下端差增大，
则会导致本级抽汽量增加，低一级加热器的抽汽量减少。而且，加
热器切除后.来自给水泵的水的温度远远的低于正常的给水温度范
围，导致循环的平均吸热温度大幅度的降低，循环效率降低。另外，
当加热器的旁路有泄漏的现象发生时，泄漏量也大，经济性能就降
低得越多，同时大旁路的泄漏比小旁路的泄漏所造成影响要大。再
者，当加热器的疏水的切换方式采用疏水泵时，如果没有疏水备用
泵，当疏水泵发生故障，那么疏水就将会自动的流到比较低的加热
器，同样、疏水泵发生故障时会使疏水直接的排入到凝汽器，以上
所述的各种故障都将会影响机组的正常运行。2.2火力发电厂汽轮
机运行优化2.2.1回热加热器的优化回热加热器火电机组的正常运
行有着重要作用，新型的系统较之原有系统有着更高的效率。优化
的汽轮机的各级抽汽存在能级的差别.这种情况下，只要抽汽的压
力越高那么改级抽汽返回汽轮机时做的功就会越多.能力就越强，
能级也就会越高。汽轮机的回热系统可以增强抽汽在汽油机内的做
功效率.其影响主要表现在加热器的上端差、下端差和抽汽压损的
变化上。新型的优化系统能够是汽轮机更加优化的运行，因为其拥
有一个端差的尽可能的接近设计值的合理的运行范围。2.2.2给水
泵的优化电动给水泵原有的运行方式是定速给水泵方式，定速给水
泵的运行依靠的是锅炉给水阀门的调节，这种调节方式的缺点就是
当机组运行于低负荷时，阀门的节流损失比较的大。而优化的变速
给水泵的特点就是依靠变动转速、平移泵的特性曲线来实现的，这
种给水泵相对于定速给水泵来说有着非常明显的优势，其优点在于
不用给水调节阀改变给水流量，特别是在低负荷运行时，其节能的
效果非常的显著，同时这种方式可以有效的改善气动泵组的运行经
济性。因我厂使用的是电动液力耦合式给水泵，出于综合考虑，未
进行变频优化。但对两台机组的4台凝结泵进行了变频优化，一台
机的两台凝结泵使用一组变频设备，通常一台变频运行，另一台工
频备用，运行泵遇有故障，可以立即工频启动备用泵，既不影响机
组安全运行，又降低了优化成本。经长期运行观察，节能效果明显。
2.2.3凝汽器真空抽气系统的优化凝汽器真空抽气系统是火电机组
的重要组成部分，凝汽器真空抽气系统对火电机组正常的运行有着
重要的影响。原有的抽气系统设备故障几率比较的大，同时当真空
系统漏气量比较的大时，会在一定程度上出现水环真空泵过载的现
象，使机组遭到破坏。通过使凝结器内部保持真空的状态的优化方
法来有效的提高机组的经济运行性能。优化的系统由于具有提高电
厂热力循环效率等各种特点，因此也得到了比较广泛的应用[2]。
我公司的两台机组曾经对真空系统进行过优化，由于凝汽器两根空
气管较长，经常存在积水现象，影响真空泵的正常工作，在机组启
动和真空泵切换时非常突出，后经过管路合并，在合并管路加装放
水至凝汽器汽测，提高了真空度，取得良好的优化效果。
2.2.4轴封系统的优化
汽轮机的轴端汽封又叫汽轮机轴封，其作用是防止外界空气进
入汽轮机，与汽轮机内的蒸汽混合，减小蒸汽泄漏量，从而减小化
学补水量和防止高能位的工作介质向低能位流动。作为汽轮机的易
损件和必备部件，汽轮机的轴封越来越引起从事汽轮机设计的工程
技术人员的关注，因为从汽轮机运行的测试结果可以看出汽轮机的
漏汽损失约占内部损失的1/3左右。近年随着汽轮机密封技术的不
断发展，汽轮机运行的安全可靠性和机组热效率都得到相应提高。
特别是最近十几年，从迷宫式汽封、刷式汽封、布兰登式可调汽封
到蜂窝式汽封和王长春接触式汽封，汽轮机密封技术的发展很快，
不断地减小汽轮机的蒸汽泄漏量，提高机组热效率，减小燃料耗量，
改善电厂的经济性。三.火力发电厂的汽轮机的发展趋势随着汽轮
机的出现和推广运用，不仅有效地促进了电力行业的进步，也对未
来的电力行业发展指引了方向。对于大型汽轮机组的研发，也是汽
轮机今后发展的一个关键目标，而研发更长的末级叶片是推动大型
汽轮机发展的一个重要因素。其中，对提高热效率的研究是汽轮机
发展的另一方向目标，也就是运用二次再热和更高蒸汽参数，研制
调峰机组推广供热汽轮机的应用，是其发展的必然趋势。除此之外，
采取新的工艺、新的材料、运用新技术来提高汽轮机的性能，对未
来汽轮机设计、制造和运用提供了研究方向。四.结束语随着我国
从经济大国由经济强国过度，对能源需求加大。如何高效利用能源，
已经是我们电力行业必须解决的迫切问题。目前我国火力发电成本
相对较高，必须对现有的汽轮机发电方式进行优化研究，使之能够
满足国家的能源战略和环境要求。电厂要想方设法的提高汽轮机机
组的利用率以及经济性，通过优化火电机组的运行方式以及对辅机
节约能源方面进行相应的改造，切实做好节能增效工作。
参考文献：
[1]马晓芳.汽轮机运行时经济运行方式的研究[j].电站工程，
2010（4）.
[2]方庆海.火电机组节能潜力诊断方法研究与应用[j].动力工
程，2011（11）.