關于汽輪機運轉(zhuǎn)的節(jié)能降耗的探討

閆海超

【摘 要】隨著社會的發(fā)展，節(jié)能降耗已經(jīng)成為當今社會能源企業(yè)的主流發(fā)展方向。而電廠的主要生產(chǎn)設備汽輪機組是影響電廠的經(jīng)濟運行的主要因素。本研究闡述了我國汽輪機組運行的基本現(xiàn)狀，詳細分析了存在的主要問題及影響節(jié)能降耗的因素，并且針對這些因素提出了一系列節(jié)能降耗改造措施。希望在火電廠安全高效運行方面起到一定的參考意義。

【關鍵詞】汽輪機；節(jié)能降耗；節(jié)能改造

在當今社會，電廠是耗能最高的企業(yè)之一，尤其是以燃燒煤作為能源的火電廠。正是由于火電廠的耗能非常高，所以降耗的空間性非常大。在電廠中主要耗能的組件之一就是汽輪機，如果想把電廠的經(jīng)濟效益提高到最大，就要將汽輪機運轉(zhuǎn)時的損耗降至最低。在市場競爭越來越激烈的環(huán)境下，企業(yè)只有把節(jié)能降耗的潛力發(fā)揮到最佳，才能在這種大環(huán)境下處于最有利的競爭地位。本研究通過分析影響節(jié)能降耗的主要因素，希望在電廠機組的安全高效運行方面起到一定的參考意義。

1 汽輪機節(jié)能降耗的主要影響因素

1.1 汽輪機組的通流性能

汽輪機組的通流性能是影響汽輪機組耗能的最關鍵的要點，因此要積極地改善汽輪機組的該性能。改善汽輪機組的通流性能的主要手段包括以下兩點。第一點，擴大機組內(nèi)部的通流面積；第二點，增加機組進氣流量。通過以上兩點可以高效率的提高缸內(nèi)效率，進而達到節(jié)能減排的目的。

1.2 汽輪機的基本缸效率

與國外的汽輪機組相比較，國產(chǎn)的汽輪機組在實際生產(chǎn)中存在一定的劣勢。主要是因為設備自身質(zhì)量和安裝維護不到位，從而導致了缸效率普遍遠遠低于設計時的期望值。并且在使用的過程中，如果將機組的低壓、中壓和高壓缸內(nèi)效率每降低 1%，機組的整體熱耗率將會分別增加 41、12 和 15kJ/kW·h。這無形中增加了電廠的耗能，進而嚴重影響了電廠運行的經(jīng)濟效益。

1.3 主蒸汽的壓力

機組的主蒸汽壓力是影響機組運行效率的關鍵因素之一。如果機組運行時的壓力調(diào)節(jié)過高或者過低、燃燒調(diào)整不當、主蒸汽流量過高，都會影響到機組運行的整體效率。

1.4 主蒸汽的溫度

燃料燃燒的充分與否直接關系到能耗的高低。而燃料完全燃燒的程度直接關系到主蒸汽溫度。如果主蒸汽的溫度太低，帶來的后果是機組的熱損耗大大增加，進而降低了運行的效率。而導致機組進汽溫度過低的原因主要有燃料供應不足、吹入空氣比重過大、噴水量大、過熱器積垢等。

1.5 出力系數(shù)

汽輪機經(jīng)濟運行的另一個重要因素是出力系數(shù)。如果出力系數(shù)偏低，會導致機組運作狀況較差，從而影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。出力系數(shù)偏低主要的影響因素有以下三方面。第一方面，電力負荷出現(xiàn)嚴重的波動；第二方面，波峰和波谷的差值太大，迫使機組為了適應電網(wǎng)的波動而做出調(diào)峰的行動。第三方面，機組調(diào)峰的頻率過快，導致機組無法正常運行。

2 汽輪機應用的基本現(xiàn)狀及存在的主要問題

2.1 運行的基本現(xiàn)狀

由于我國在汽輪機組方面的技術起步相對較晚，吸收國外相關領域技術不及時，尤其是在汽輪機的系統(tǒng)原理、基本機構(gòu)、安全維護方面都不夠完善，使得汽輪機組運行的經(jīng)濟效益較低、運行耗能高。主要可以從以下幾方面進行解讀。第一方面，供電煤的消耗量高，有數(shù)據(jù)表明，與國外同級別先進水平每千瓦時耗煤310g相比，我國國產(chǎn)發(fā)電機組供電耗煤要高出10g左右；第二方面，熱耗水平偏低，在實際生產(chǎn)中的實際耗能水平都要高出設計時耗能水平的2%到6%左右；第三方面，缸效率偏低，我國國產(chǎn)的汽輪發(fā)電機組缸效率既低于設計值，也低于國外平均水平值。因此，希望通過引進先進的技術，將機組性能進行改進，從而降低機組能耗進而提高整體性能。

2.2 汽輪機主體設計存在的問題

汽輪機主體設計存在的主要問題包括以下幾點：第一點，設計值均要高于實際汽缸效率，甚至出現(xiàn)設計值高于高壓缸的效率5%左右的現(xiàn)象；第二點，汽缸效率不穩(wěn)定，出現(xiàn)下降的現(xiàn)象快；第三點，抽汽溫度的設計值要低于實際運行溫度；第四點，各階段的壓力超限的概率很高；第五點，基本結(jié)構(gòu)的密封不好，出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象；第六點，機組啟動慢，整體效率較低；第七點，調(diào)節(jié)級的效率要遠遠小于設計時的預期值。

2.3 汽輪組存在的主要問題

疏放水系統(tǒng)是汽輪組的的重要輔助設備，疏放水系統(tǒng)的運行效率直接關系到汽輪機組的運行效率。因此需要對疏放水系統(tǒng)存在的問題進行分析。如果疏水系統(tǒng)出現(xiàn)疏水閥門過多，會直接影響到機組啟停時管道的蒸汽排量的大小，還會導致疏水閥泄露。而對于引進背包式疏水擴容器的電廠，最可能出現(xiàn)的問題是凝汽器的防沖板的損壞。但是對于普及外置式擴容器的電廠，最可能出現(xiàn)的問題有汽缸的疏水不暢以及延長機組啟動時間。

3 節(jié)能降耗實施措施

3.1 加裝必要裝置

節(jié)能降耗的措施之一是安裝必要裝置，這些必要裝置主要包括加裝調(diào)節(jié)級葉頂汽封、完善導氣管的密封、改進平衡盤的汽封、加裝阻氣片和使用不銹合金鋼管。通過增加安裝調(diào)節(jié)級葉頂汽封，可以降低漏氣的概率和提高效率?？梢酝ㄟ^引進新型的鐘罩式密封結(jié)構(gòu)或者采用材質(zhì)更加可靠的密封環(huán)來完善導氣管的密封，進而達到節(jié)能的目的。而采用新型的蜂窩汽封、布萊登汽封結(jié)構(gòu)是改進平衡盤的汽封的重要手段。上述的幾個方法的主要目的是提高設備的安全性和經(jīng)濟性，從而使得設備形成良性循環(huán)，進而達到節(jié)能降耗的目的。

3.2 熱力及疏水系統(tǒng)的改進

機組在實際運行中會出現(xiàn)各種各樣的問題，通過改進疏水系統(tǒng)可以有效的防治不正常積水現(xiàn)象的發(fā)生，進而滿足實際需求。一般采取的措施有以下四點，首先是將產(chǎn)生同等壓力的疏水管路進行合并或者降低管道的基本長度和閥門數(shù)量；其次，選用高質(zhì)量、高級別素材的閥門；再次，選用球閥作為疏水閥；最后，將電動閥門前后增設手動閥門，這樣可以提高系統(tǒng)正常工作時的可靠性。與此同時，還需要加強和完善建設電廠中的運行監(jiān)控系統(tǒng)，實時做到同步監(jiān)管和耗能分析，從而達到節(jié)能降耗的目的。

3.3 優(yōu)化運行控制

優(yōu)化運行控制對于節(jié)能降耗也起到非常重要的作用。本措施的最典型的例子是噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機組，如果該汽輪機組的負荷高于 80%，需要通過運行控制保證主蒸汽的溫度、壓力及再熱器的溫度在正常設計范圍；而且對于在滑壓運行區(qū)域的汽輪機組，應根據(jù)機組滑壓運行曲線對主蒸汽的溫度、壓力及再熱器的溫度進行嚴格的控制。同時還需要對除氧器排氣量和鍋爐排污量進行嚴格控制，對系統(tǒng)的泄漏進行治理，降低工質(zhì)帶走的熱損失，控制補水量。同為重要的是要完善工廠內(nèi)自動監(jiān)控系統(tǒng)的建設，開發(fā)相應地在線運行能耗分析系統(tǒng)，并對系統(tǒng)內(nèi)部的泵和電機設備進行變頻節(jié)能改造，提高設備運行能效。定期開展機組優(yōu)化運行試驗，如：不同負荷運行方式的優(yōu)化，凝汽機組系統(tǒng)運行優(yōu)化加熱器水位控制優(yōu)化、合理安排膠球清洗的投運時間等等，保證各子系統(tǒng)都工作在最優(yōu)狀態(tài)并相互之間配合良好。

4 結(jié)語

本研究對汽輪機運行工作效率的影響因素進行分析，同時闡述了汽輪機運行在節(jié)能降耗的方面存在的問題和相應的措施。希望可以對汽輪機節(jié)能降耗方面起到積極的作用。同時也期望我國的電廠可以積極引入現(xiàn)代節(jié)能技術及管理方式，利用先進的管理方法對企業(yè)進行管理，從而使得電廠在競爭激烈的今天可以處于不敗之地，順應時代可持續(xù)發(fā)展的整體大方向。

【參考文獻】

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[責任編輯：許麗]