电能作为主要的能源之一，是国家大力发展的清洁能源，与日常生活与社会生产活动管理紧密。尤其是近年来，我国社会经济的快速发展，生产、生活用电需求提高，电厂作为主要的电能供应主体，为了满足社会发展用电需求，纷纷进行技术创新与设备更新，从而有效提高电厂的发电效率，保证发电质量，在获取经济效益的同时，支撑国家经济与社会的发展。汽轮机作为电厂发电的重要设备，20世纪50年代开始投入使用，迄今为止已有70多年的历史，对提高电厂的运行效率起到了积极的促进作用。但是随着经济及科技的进步，我国能源结构调整的深入实施，电厂如要保证高效率的电能输出，满足社会发展用电需求，就需要不断地集控运行汽轮机进行优化，使集控运行汽轮机始终保持在良好的运行状态，从而在降低汽轮机能源消耗的同时，提升电厂的发电量，为社会发展提供电力保障。

一、集控运行汽轮机概述

（一）集控运行汽轮机

汽轮机是电厂发电所需的重要设备，汽轮机运行状态与电厂发电水平有着直接的关系。汽轮机作为旋转机械设备，是在冲动作用下进行运转，并将热能转化为机械能，从而为电厂发电提供支撑。可以说，汽轮机的出现及应用，在提高电厂生产效率的同时，降低了能源消耗，对国家能源负担相对较小。但是汽轮机的运行仍需要消耗一定的能耗，因此，加强对汽轮机的优化，是降低设备能耗，提高电厂经济效益的重要手段。一般来说，集控运行汽轮机主要以两类为主，分别是冲动式与反动式两种。第一，冲动式汽轮机。其在运行时，因为大量的蒸汽进行管道，并为叶片旋转提供推动作用，在蒸汽达到一定水平后，叶片的旋转速度越来越快，汽轮机的运行深度也有所提升。第二，反动式汽轮机。反动式汽轮机则是在运行时，通过大量的蒸汽为叶片提供反作用，在加快叶片旋转速度的同时，为汽轮机接下来的工作奠定基础^[1]。

（二）集控运行汽轮机构成特点

集控运行汽轮机如果从设备构成角度来看，其有着明显的集散控制系统，在微处理器的帮助下，通过建立完善的控制模式，提高汽轮机运行效率与质量。汽轮机集散控制系统有两种，一种是分散控制模式，一种是集中控制模式。对于分散性控制模式而言，其可以有效强化系统的各个部分，从而发挥各部分的实际价值，进而落实分散控制的目的。而对于集中管理模式而言，主要是通过将系统各个部分进行统一整合，从而有效地提高其管理能力与水平。尤其是今年来说，在现代化技术的帮助下，汽轮机集散控制系统正在向智能化、智能化方向发展，不但有效提高汽轮机整体性能，同样为汽轮机保持良好稳定的运行状态提供了支撑。

（三）集控运行汽轮机运行原理

集控运行汽轮机的运行原理主要有冲动、反动两种模式。冲动式汽轮机的运行原理是利用大量的蒸汽，通过喷嘴部分受力，待蒸汽进入气道区域后，对叶片形成强大的冲动作用，进而带动其高速运转，将热点转换为机械能。反动式汽轮机的运行原理则是转变蒸汽的运行方向，当大量蒸汽快速膨胀之后，对叶片形成反向推动的作用，进而带动设备的运行，提高运行速率与效果。

二、集控运行汽轮机管理模式的优势

集控运行汽轮机管理模式，就是电厂对汽轮机、锅炉、发电机进行统一集中管理。一般来说，一个值设一个值长，每相邻的两台机组作为一个单元，并设置单元长，每台机组则设置机组长，机组长下面则包括主副值班员，或根据实际需要增设巡操员。汽轮机、锅炉、发电机都在主控室的管理系统下进行统一工作，在确保每台机组相互分开的同时，两台机组共用一个主控室。同时，值班人员需要进行24小时值守，一方面加强对机器运行的管控，一方面及时发现机器运行存在的问题。现阶段而言，我国电厂集控运行管理模式的实施，基本上设置4、5、6个班组，各班组进行轮值。集控运行汽轮机管理模式的应用，极大地提高了电厂设备工作效率，实现设备管理自动化、智能化发展。集控运行模式下，电气的输送与停止都由值班人员通过系统统一操作，极大地提高了工作效率与质量。集控运行汽轮机运行管理模式有着以下几个方面的优势；第一，确保电厂正常生产，且提高对原料投送、设备启动、停运等环节的管理能力，确保各个环节规范有效地开展，同时能够及时有效的发挥各环节存在的问题，并进行及时的干预，防止出现重大的安全事故，对电厂造成一定的影响。第二，有利于定期为各项设备进行检修与维护，提高检修维护人员的工作安全性，减少检修维护不规范而带来的影响。第三，利用集控运行，电厂可以对燃料、化学、除灰、脱硫等工作进行有效管理，提高实际的生产效率与速度。第四，可以统一调配所有资源，单台机组出现问题时可以有效迅速地断开，从而确保另一机组正常运行^[2]。

三、集控运行汽轮机运行存在的问题

（一）配气方式能源消耗较高

现阶段而言，汽轮机的主要配气方式为复合式，需要根据不同的需求选择合理的配汽方式，从而确保汽轮机正常运行。汽轮机处在高负荷阶段时，则需要以顺序阀的方式对汽轮机进行推动，提高运行效率。而在低负荷阶段时，则以单阀方式对汽轮机进行推动，从而保障其正常运行。但是在汽轮机启动及低负荷时，汽轮机的运行效率相对较低，对能源的消耗也相对较大。

（二）启停阶段能源消耗较高

汽轮机的启停主要是利用转子应力进行控制的，在正常运行时，转子表面的蒸汽参数会出现上升或下降等变化。在这个过程中，转子内部的温度场进行动荡，导致转子需要在高温环境下进行长时间的工作，如果不能对参数进行有效的控制，就会导致汽轮机启停阶段时能耗较高，影响汽轮机的正常运行效率，并且导致汽轮机使用寿命降低，增加电厂的实际运行成本。

（三）运行过程能源消耗较高

汽轮机运行过程中，气阀对汽轮机整体能耗有着较大的影响。汽轮机气阀主要有顺序阀调节、单阀调节两类。顺序阀调节主要在喷嘴的帮助下控制阀门开关。单阀调节则主要利用参数对汽轮机直接控制。在控制顺序阀开关时，基本上都是在阀门压力较小时，因为如果阀门压力过大，就会导致喷嘴变形，对汽轮机产生影响，从而影响这个机组的生产效率与能力，增加机组的能耗^[3]。

（四）轴封系统存在不足

轴封系统作为防止汽轮机缸内蒸汽由转子穿出汽缸的间隙处漏出引起工质和能量损失的关键，主要是利用供汽调节阀与溢流调节阀构成，而在其运行过程中存在着一定的不足，导致轴封系统作用发挥不理想。比较常见的如因为水平管道过长，且U型管道较多，机组启动时容易出现系统疏水阻塞。此外，还有日常维护科学性不足，重视程度较低，导致难以针对轴封系统存在的问题进行改进，进而影响了轴封系统作用的发挥，降低汽轮机的运行效率，严重的可能会危害汽轮机的运行安全。

（五）其他设备方面存在的问题

汽轮机作为电厂发电的主要设备，其包括的设备相对较多，类型也更为复杂，对不同的设备进行合理维护则至关重要。但是，现阶段，汽轮机运行过程中，因为对设备综合维护的认知较低，维护模式不完善、管理机制不健全等，导致工作人员无法在第一时间发现问题并进行维修，进而降低了汽轮机整体性能，极易出现部件老化、故障问题等，导致汽轮机整体运行速度与质量下降。

四、集控运行汽轮机运行优化措施

（一）优化配气方式

电厂在优化集控运行汽轮机的过程中，首要的就是要了解汽轮机各个阶段运行过程的能耗，从而才能确保采用合理的优化措施，提高优化的有效性。电厂在对配气方式进行优化时，需要深入了解复合型配气方式，针对低负荷状态下的汽轮机可以利用三阀式的配汽方式，从而减少低负荷运行过程中能耗过大的问题。

（二）优化启停方案

第一，对于启动过程的优化。汽轮机启动方式主要是以高中压缸联合启动方式为主，在启动过程中，由锅炉点火与暖管冲动、转子升速暖机、并列接待负荷等。在点火及暖管之前，需要做好相关的准备工作，如检查凝汽器空冷风机及翅片、润滑油系统，同时启动盘车连续转运等。锅炉点火时，汽轮机需在抽真空之前送好轴封，防止低压缸吸入冷气，高中压缸冒出热汽，锅炉升温升压之后，打开旁路。第二，优化停机过程。汽轮机在停机时，各个部位的设备都逐渐停止，并将进气量减少至零。同时，主气门也将关闭，所有零部件的温度缓慢降低。汽轮机停机方式主要分为两种，一种是滑参数停机，另一种则是额定参数停机。对于滑参数相机而言，可以有效提高设备工作效率，减少汽轮机运行中热量浪费，提高热量的使用效率。而额定参数停机则会产生较大的热能浪费。为此，在优化汽轮机停机过程时，应当以滑参数停机为主，从而确保各部件有效降温，防止热量损失严重。第三，优化汽轮机运行过程中。汽轮机在实际运行过程中，根据负荷情况变化，需要以一滑一定的运行方式进行调整。高负荷下应对喷嘴进行调节，低负荷状态下则需要进行定压调节，从而锅炉机组正常运行^[4]。

（三）优化机组运行

首先，优化空冷岛出力。空冷岛作为汽轮机运行中重要的保障设备，如果汽轮机机组负荷正常，环境温度确定，空冷风机出力出现变化时，则会导致冷凝器压力变化，从而对汽轮机产生一定的影响，增加汽轮机的能耗降低效率。而如果增加风机出力，冷凝器的压力降低，就会增加机组的出力，提升做功效率，但在一定程度上增加厂用电消耗。如果大量增加空冷风机出力，则可能出现以能耗增加而抵消机组出力，使整个系统能耗降低。因此，在优化机组运行过程中，一定要对空冷进行精准合理的确定。

（四）优化轴封系统

想要发挥轴封系统的重要作用，就需要对轴封系统进行优化。一方面工作人员要重视轴封系统优化的重要意义，为轴封系统安全、可靠、高效运行奠定基础。另一方面，工作人员需要掌握先进的技术手段，对调节阀开度进行合理控制，并对轴封蒸汽压力、温度进行有效调控，将其维持在合理的范围内。此外，在启动汽轮机时，需要对轴封系统进行充分有效的暖管，将疏水排尽，从而杜绝轴封系统带水。同时，轴封排气压力要合理，尽量保持在合理范围内，防止缸温差增大或膨胀差增大，导致的轴封系统进水^[5]。

（五）各类设备综合优化

集控运行汽轮机在运行过程中，要对各类综合设备进行优化。因为汽轮机涉及的各类设备种类多、数量多，且各个设备构成了精密复杂的结构，一旦任何一个设备出现问题，都可能导致汽轮机整体运行受到影响。为此，加强各类综合设备的优化至关重要。首先，电厂要安排专门的工作人员，定期对机组设备进行检查，以确保各设备压力参数正常，一旦发现参数存在问题，要第一时间上报至相关的管理人员，由专业人员进行解决。以此来提高汽轮机使用寿命，发挥其价值。其次，优化凝器设备，确保真空泵设备安全可靠稳定有效地运行。最后，建立完善的日常维护制度，对维护目标与内容进行明确，并对工作人员的工作标准与要求进行明确，以责任人机制，强化工作人员参与设备维护的积极性与主动性。

总结：

社会及经济的快速发展，人们对电的需求越来越大。为了满足社会用电需求，为正常的生产、生活提供电力支撑，电力企业要对集控运行汽轮机运行进行优化完善，结合汽轮机各个阶段存在的不足，制定针对性的优化措施，从而提高汽轮机运行速率与质量，为企业奠定可持续发展基础的同时，为国家发展与社会稳定做出贡献。

参考文献：
[1]曹云鹏.集控运行汽轮机运行优化措施分析[J].现代工业经济和信息化,2022,12(09):273-274+306.

[2]高阳.集控运行汽轮机运行优化措施分析[J].南方农机,2021,52(17):161-163+179.

[3]张海明.电厂集控运行中汽轮机运行优化措施[J].设备管理与维修,2021,(09):85-86.

[4]宋剑.电厂集控运行汽轮机运行优化措施分析[J].应用能源技术,2021,(02):4-6.

[5]王琨.分析电厂集控运行汽轮机运行完善措施[J].中国金属通报,2020,(09):238-239.

作者简介：季雨（1994.7-）男，山西朔州人，本科，助理工程师，研究方向：集控值班员。