火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗分析

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對各種能源的需求也越來越大，為能源功能企業(yè)帶來了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前，電能是人們生活中不可缺少的重要能源，對人們的生產(chǎn)和生活都起到了良好的促進(jìn)作用，電能的穩(wěn)定供給為人們的生活保駕護(hù)航。在電廠的運(yùn)行環(huán)節(jié)中，汽輪機(jī)發(fā)揮著重要的作用，憑借著良好的應(yīng)用性能，為電能的輸送提供穩(wěn)定的效果，保障了電力企業(yè)的可靠性，但是在汽輪機(jī)的運(yùn)行過程中會出現(xiàn)大量的能耗損失，所以火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗措施具有重要意義。本文針對火電廠汽輪機(jī)工作原理和影響能耗的主要因素進(jìn)行分析，并探討火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗的有效對策，保障火電廠企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：火電廠 汽輪機(jī) 運(yùn)行效率 節(jié)能降耗

Analysis on Energy Saving and Consumption Reduction of Steam Turbine in Thermal Power Plant

DANG Zirui

（China Huadian Corporation Harbin Power Harbin Generation Co.，Ltd.， Harbin， Heilongjiang Province， 150000 China）

Abstract： With the continuous development of my country's economy， people's demand for various energy sources is also increasing， which brings huge opportunities and challenges to energy functional enterprises. At present， electric energy is an indispensable and important energy source in people's lives， and it has played a good role in promoting people's production and life. The stable supply of electric energy protects people's lives. In the operation of the power plant， the steam turbine plays an important role. With good application performance， it provides stable effects for the transmission of electric energy and guarantees the reliability of the power enterprise. However， a large amount of energy will appear during the operation of the steam turbine. Therefore， energy-saving and consumption-reducing measures for steam turbines in thermal power plants are of great significance. This article analyzes the working principles of steam turbines in thermal power plants and the main factors affecting energy consumption， and discusses effective countermeasures for energy saving and consumption reduction of steam turbines in thermal power plants to ensure the stable development of thermal power plants and improve their economic benefits.

Key Words： Thermal power plant; Steam turbine; Operating efficiency; Energy saving and consumption reduction

隨著科技化的發(fā)展，機(jī)械水平不斷提升，火電廠汽輪機(jī)應(yīng)用也越來越廣泛，給電廠的電能輸送帶來了高效和穩(wěn)定的輸出保障。但是，在火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行時，汽輪機(jī)在使用過程中難免會受到各類因素，造成大量的能源損失，影響電能的輸送穩(wěn)定性發(fā)展。因此，為了有效地保障電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性，滿足人們越來越大的電能需求，電廠應(yīng)該注重汽輪機(jī)的節(jié)能降耗的對策分析，開展汽輪機(jī)節(jié)能降耗改進(jìn)措施，促進(jìn)電力企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)健康的電力運(yùn)營，促進(jìn)社會的發(fā)展。

1火電廠汽輪機(jī)組的應(yīng)用原理分析

近年來，我國電力事業(yè)實(shí)現(xiàn)了全面發(fā)展，滿足了人們的電力需求，而在我國電力企業(yè)的發(fā)展中，火力發(fā)電逐步成為現(xiàn)代電力產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)電方式?；痣姀S生產(chǎn)作業(yè)中，汽輪機(jī)組作為重要的組成部分，其主要是將火電廠燃燒的蒸汽熱量轉(zhuǎn)化成汽輪機(jī)的動力來驅(qū)動，通過火力發(fā)電廠的汽輪機(jī)組來利用蒸汽實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，并推動其他機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電力能力。汽輪機(jī)組在整個發(fā)電環(huán)節(jié)中主要起到了熱能轉(zhuǎn)化的作用，將燃燒蒸汽產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械設(shè)備的機(jī)械能，而其中的沖動和反動作用是整個汽輪機(jī)組工作的關(guān)鍵[1]。對于火電廠汽輪機(jī)組沖動作用來說，它指的是火電廠汽輪機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中受到高溫高壓蒸汽的沖擊作用，火電廠汽輪機(jī)組動葉氣道旋轉(zhuǎn)，并隨著蒸汽流向來改變轉(zhuǎn)動方向，火電廠汽輪機(jī)組的葉片受到蒸汽的沖擊產(chǎn)生機(jī)械能，這個做工環(huán)節(jié)又叫作反省作用，在沖動作用下進(jìn)行機(jī)械作用，氣流只會發(fā)生方向改變，而反動作用中隨著蒸汽的加速與膨脹，不會發(fā)生方向改變。62A54B3B-1A37-4B1E-8B77-8E17A9659B00

2應(yīng)用火電廠汽輪機(jī)組耗能的主要因素

2.1火電廠汽輪機(jī)組設(shè)備

在火電廠汽輪機(jī)組結(jié)構(gòu)中，汽缸作為整個汽輪機(jī)組的重要組成部分，利用氣缸可以將汽輪機(jī)的同流和外部空氣分離，從而有效地保障汽輪機(jī)組可以正常做工，并為火電廠汽輪機(jī)組的機(jī)械做工提供可靠的電力輸出。因此，為了有效地降低汽輪機(jī)組的能量損耗，必須全面掌握汽輪機(jī)組汽缸的工作原理，充分發(fā)揮汽缸在整個火電廠汽輪機(jī)組工作中的作用，提高做工效率。但是就我國當(dāng)前的火電廠汽輪機(jī)組應(yīng)用技術(shù)來看，在氣缸等機(jī)組設(shè)備的應(yīng)用中仍然與發(fā)達(dá)國家的汽輪機(jī)技術(shù)存在一定的差距，同時我國技術(shù)人員的專業(yè)水平不足，所以許多自主研發(fā)的火電廠汽輪機(jī)組汽缸都存在許多缺陷，其實(shí)際運(yùn)行效率無法滿足額定功率，因此導(dǎo)致火電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行效率降低，造成大量的能源浪費(fèi)，不利于節(jié)能降耗的發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

2.2火電廠汽輪機(jī)組溫度和蒸汽壓力因素

火電廠汽輪機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中也會受到蒸汽壓力和外界溫度的影響，一般情況下，在火電廠汽輪機(jī)組的汽缸運(yùn)行中，氣缸內(nèi)的燃燒會產(chǎn)生大量的熱量，而影響氣缸內(nèi)燃燒溫度的主要因素包括噴水量、空氣量等。如果噴水量超出了常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，那么就會加大火電廠汽輪機(jī)組中的汽缸壓力，從而影響火電廠汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行，加大燃料消耗。而如果燃料的供給不足，就會導(dǎo)致溫度無法滿足實(shí)際要求，進(jìn)而導(dǎo)致加熱器積垢問題，也會對火電廠汽輪機(jī)組的汽缸運(yùn)行效率產(chǎn)生影響，這些都是增加火電廠汽輪機(jī)組能耗的主要因素。倘若火電廠汽輪機(jī)組的空氣吹入量不足，那么也會造成火電廠汽輪機(jī)組汽缸壓力下降，同時氣缸內(nèi)的燃料燃燒不充分，汽缸的壓力降低，也會導(dǎo)致火電廠汽輪機(jī)組工作效率不高，從而造成大量的燃料浪費(fèi)。

2.3火電廠汽輪機(jī)組電力負(fù)荷因素

從過去幾十年的電力事業(yè)發(fā)展來看，由于我國科技水平不足，缺乏先進(jìn)的理論支撐，導(dǎo)致我國電力運(yùn)行穩(wěn)定性一直備受影響，電網(wǎng)中的電流始終處于不穩(wěn)定狀態(tài)。對于電網(wǎng)運(yùn)行不穩(wěn)定來說，首先是受到電力負(fù)荷的影響，當(dāng)時電網(wǎng)中的電力負(fù)荷變化幅度較大，導(dǎo)致電力運(yùn)行不穩(wěn)定因素增加;其次是電力運(yùn)行的峰谷變化出現(xiàn)較大浮動，所以在火電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行中，為了適應(yīng)電網(wǎng)內(nèi)部電流的不穩(wěn)定運(yùn)行特點(diǎn)，必須全面優(yōu)化火電廠汽輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)，但是在改變結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)中，就會造成火電廠汽輪機(jī)組出現(xiàn)無用功的做工狀態(tài)，造成一部分能量損失，不利于節(jié)能降耗的發(fā)展。

2.4人為因素

在火電廠汽輪機(jī)組的汽輪機(jī)組運(yùn)行過程中，也要指派專業(yè)技術(shù)員開展火電廠汽輪機(jī)組的狀態(tài)維護(hù)和檢修檢查等工作，保障火電廠汽輪機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行，避免受到故障影響而干擾火電廠正常生產(chǎn)。而對于火電廠汽輪機(jī)組的檢修、檢查和養(yǎng)護(hù)工作來說，都需要人為作業(yè)來完成，維持汽輪機(jī)的穩(wěn)定性。倘若技術(shù)人員難以維持循環(huán)水系統(tǒng)、凝汽器以及汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，就會影響火電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行環(huán)節(jié)，提高火電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)性，增加能源消耗，從而降低火電廠汽輪機(jī)組工作效率，不利于節(jié)能降耗理念效用的發(fā)揮。

3火電廠汽輪機(jī)組節(jié)能降耗優(yōu)化措施

3.1冷卻水降溫系統(tǒng)

對于我國當(dāng)前的火電廠汽輪機(jī)組結(jié)構(gòu)來說，常見的水循環(huán)系統(tǒng)包括開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)，對于開式水循環(huán)系統(tǒng)來說，這種模式下的水循環(huán)的冷卻水溫度受到外部因素的影響，而影響閉式水循環(huán)系統(tǒng)冷卻水的溫度的因素較多，主要包括設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況[2]。所以，為了能夠更好地發(fā)揮節(jié)能降耗需求，提高火電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率，必須由專門技術(shù)人員定期開展水循環(huán)系統(tǒng)的檢查工作，在檢查水循環(huán)系統(tǒng)時也要對水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行測定，并結(jié)合實(shí)際檢測結(jié)果設(shè)置有效的解決措施。在條件允許的情況下，還可以采用化學(xué)物質(zhì)來進(jìn)行處理。當(dāng)遇到冷卻故障問題時，也會引發(fā)溫度急劇上升，所以要時刻關(guān)注冷卻水的溫度，并做好冷卻塔的水冷卻定期維護(hù)，保障火電廠汽輪機(jī)組冷卻循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免冷卻塔出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，提高冷卻循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

3.2火電廠汽輪機(jī)組供水溫度調(diào)控

對于火電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行來說，其所消耗的燃料和供水溫度有著緊密的聯(lián)系，在火電廠汽輪機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行中，如果火電廠汽輪機(jī)組供水溫度比較低，那么就需要補(bǔ)充燃料，這時就會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部的排煙量增多，導(dǎo)致大部分熱量隨著排煙所流失，從而燃燒利用率大打折扣[3]。為此，火電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行中，為了達(dá)到節(jié)能降耗的效果，還要注重火電廠汽輪機(jī)組供水溫度的合理調(diào)控，保障汽輪機(jī)燃燒率提升，從而提高火電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率。為了更好地實(shí)現(xiàn)火電廠汽輪機(jī)組的供水溫度調(diào)控，對技術(shù)人員也具有嚴(yán)格的要求，不僅要求技術(shù)人員熟悉設(shè)備的工作原理，同時也要能夠嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，并且定期開展火電廠汽輪機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)工作，及時規(guī)避火電廠汽輪機(jī)組的故障溫度，并且技術(shù)人員也要實(shí)時監(jiān)測火電廠汽輪機(jī)組供水設(shè)備的溫度情況，保障水位和水溫在正常范圍內(nèi)，并且提高供水加熱系統(tǒng)的密封性，如果工作人員在進(jìn)行檢查過程中發(fā)現(xiàn)密封不嚴(yán)的現(xiàn)象，應(yīng)該及時采取有效措施進(jìn)行處理，提高火電廠汽輪機(jī)組供水系統(tǒng)的密封效果，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時也要提高供水溫度，實(shí)現(xiàn)火電廠汽輪機(jī)組節(jié)能降耗的運(yùn)行效果。

3.3火電廠汽輪機(jī)組冷凝器的監(jiān)控管理

3.3.1清理冷卻面

隨著火電廠汽輪機(jī)組的長期運(yùn)行，內(nèi)部冷凝器設(shè)備也會逐漸產(chǎn)生污垢堆積，如果沒有做好冷凝器污垢的清理工作，很容易影響設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)冷凝器在運(yùn)行過程中，通過選擇廠區(qū)內(nèi)的預(yù)留水作為冷卻水，結(jié)合實(shí)際情況對冷凝器的冷卻面進(jìn)行清洗，同時清洗方式可以選擇酸洗或者干洗混合兩種，當(dāng)冷凝器的冷卻面產(chǎn)生污垢時，不會直接影響最終效果，而為了避免后續(xù)的污垢增多產(chǎn)生影響，應(yīng)當(dāng)在出現(xiàn)污垢時及時清理冷卻面，并對檢測人員定期檢查，選擇適合的清理模式[4]。

3.3.2熱負(fù)荷控制

為了更好地控制火電廠汽輪機(jī)組冷凝器，還要有效把控?zé)嶝?fù)荷，在火電廠汽輪機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，通過選擇適合的方法來控制冷凝器的熱負(fù)荷，從而全面提升火電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率。在實(shí)際冷凝器的熱負(fù)荷控制中，常見的方法是在冷凝器的喉部設(shè)置一個獨(dú)立控制系統(tǒng)，例如霧化噴頭，可以基于接觸實(shí)現(xiàn)傳熱，從而吸收冷凝器中的熱量，達(dá)到熱負(fù)荷控制效果，提高火電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行效率，滿足節(jié)能降耗的實(shí)際需求[5]。62A54B3B-1A37-4B1E-8B77-8E17A9659B00

3.4改進(jìn)火電廠汽輪機(jī)組啟停模式

對于火電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行原理分析來看，火電廠汽輪機(jī)組的啟停系統(tǒng)和汽車的啟停系統(tǒng)原理大致相同，當(dāng)汽輪機(jī)在啟動或者停止模式下，都會不同程度地造成柴油損耗。因此，如果能夠采取科學(xué)的方法對汽輪機(jī)啟動與停止模式進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，就能夠有效降低火電廠汽輪機(jī)組的能源損耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用。為此，必須合理地優(yōu)化火電廠汽輪機(jī)組的啟動和停止運(yùn)行狀態(tài)，具體方法如下：在火電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行前，首先要全面監(jiān)控汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，做好火電廠汽輪機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)節(jié)，如果火電廠汽輪機(jī)組的壓力增大，那么火電廠汽輪機(jī)組的能量消耗也會隨之增加，所以，在火電廠汽輪機(jī)組啟動過程中采用開高低旁的方法來降低啟動能量損耗，而當(dāng)汽輪機(jī)停止運(yùn)行后，還可以運(yùn)用滑參數(shù)來實(shí)現(xiàn)停機(jī)效果，采用這種停機(jī)方式可以充分利用火電廠汽輪機(jī)組鍋爐內(nèi)的余熱，通過余熱來產(chǎn)生機(jī)械能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)電，充分提升能源的利用率，并且也降低了能源損耗。另外，降低火電廠汽輪機(jī)組停機(jī)時參數(shù)的溫度，也有助于延長火電廠汽輪機(jī)組的使用壽命，對火電廠汽輪機(jī)的持續(xù)運(yùn)行具有重要意義[6]。

4結(jié)語

綜上所述，在我國火電廠的大力發(fā)展中，汽輪機(jī)肩負(fù)著電力輸送的重要任務(wù)，為了確保火電廠發(fā)電作業(yè)的穩(wěn)定性與可靠性，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益，必須注重汽輪機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用，通過對火電廠汽輪機(jī)的構(gòu)造和基本原理進(jìn)行分析，了解常見的汽輪機(jī)能源損耗影響因素，并針對不同的影響因素開展有效的節(jié)能降耗改造，促進(jìn)火電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，提高電能輸送的穩(wěn)定性，從而為人們提供穩(wěn)定可靠的電力能源。

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作者簡介：黨梓睿（1987—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)闊崮芘c動力。62A54B3B-1A37-4B1E-8B77-8E17A9659B00