基于火力发电厂汽轮机运行的节能降耗措施研究

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摘 要：文章首先对当前电厂汽轮机节能降耗的可行性研究，分析汽轮机能耗存在问题，最后提出汽轮机运行的节能降耗措施。

关键词：火电厂；汽轮机；节能降耗；水温；措施

引言

对于发电厂来说，其本身就属耗能大户，能量的不合理消耗会使得发电成本增加，经济利益明显减少，随之带来的就是企业竞争力的下降，加上即将下调燃煤发电上网电价，使得火力发电厂的生存环境异常艰难。 从另一个方面来说，国家坚持绿色发展道路，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系势在必行，而节能降耗是实现绿色发展的重要手段。 因此，发电厂实施节能降耗显得尤为重要， 在这其中汽轮机系统运行的能量消耗是最为明显的消耗之一， 所以进行汽轮机运行的节能降耗是非常有必要的。

1 对当前电厂汽轮机节能降耗的可行性研究

1.1 经济效益层面的可行性研究

对汽轮机的节能降耗改造需要以其投入和产出相适应为基础原则，即对其成本收益进行详细的计算，尽量避免为节能而节能的情况发生。相关实践证明，采用新式汽轮机的成本费用会高出对在用汽轮机技术改造的成本，并且通过改造之后的汽轮机也会降低一定的能耗，长久下来也能为电厂节约一定的成本，符合了电厂的经济效益。因此从其经济效益层面出发看来，对汽轮机进行优化实现节能降耗有着重要作用。

1.2 技术改造层面的可行性研究

我国对于汽轮机节能降耗的改良工作经过长期的实践和研究，其技术已经趋向成熟。实践表明，将汽轮机进行相应的技术改造工作后，其对于能源的转换效率连同热效率都有极大程度的提升，并且对于能源的消耗也相对减少。例如某电厂对其汽轮供热系统的改良创新工作，使其能够以最少的能源消耗完成供热工作，并让相关的工序得以简化，为该企业创造了更多的经济效益，同时也使该设备的安全性能和稳定性能得以改良。由此可见，从汽轮机的技术改造层面进行优化实现节能降耗有着重要作用。

2 对汽轮机能耗问题的分析

2.1 汽轮机组能耗相对较高的问题

在电厂中，汽轮机是作为原动机而存在的，该设备能使热能和电能以及动能的转化得以有效实现。一般情况下，汽轮机需要相关的设备一起配合使用才能发挥其最大功能，相关设备包含发电机、加热器和凝汽器以及锅炉和泵等，而造成汽轮机消能耗较高的原因主要是由于汽轮机的喷嘴室和外缸两个部分容易出现变形，同时其隔板汽封和轴端汽封两个部位容易出现漏气，另外汽轮机中的低压缸出汽边容易被腐蚀，给气阀压造成较大的损伤。其次在对汽轮机组的调整过程中，冷却水的温度和凝汽器中的真空程度过高、实际的运转负荷跟设置的参数存在差异以及未使用优化的方式运转等都会使汽轮机组能源消耗过大。

2.2 汽轮机组中空冷凝汽器的问题

在汽轮机组中给凝汽器造成影响的主要原因是由于风和沙尘，凝汽器的翘片经常会因天气原因而堆积了较多的沙尘，使翘片管的热阻增加，从而严重影响其传热功能，同时阻挡通道。此外，当该设备处于负风压的区域时，因为风机中会吸入少量的空气，使其流通受到阻碍。另外，当凝结水中的所含的溶氧量较多时，也会让其热传效率降低，同时还会使其管道和设备被侵蚀，因而在冬季时，汽轮机中的空冷凝汽器会产生流量不均衡的状况，这使汽轮机的正常运行受到影响，进而降低运行的效率。

2.3 冷却塔的问题

冷却塔的问题表现在冷却塔的喷头堵塞和喷头与喷孔之间的设计不匹配，这些都直接使其内部循环水回水温度增高，进而让汽轮机排气温度高，真空度低，从而增加了能源的消耗。

3 汽轮机运行的节能降耗措施

3.1保持良好的真空效果

汽轮机中凝汽器保持良好的真空效果不仅能够提升汽轮机的做功能力，同时能够大大降低锅炉燃料的使用量，保持凝汽器真空效果的措施如下：第一，在机组运行时，要监视凝汽器系统在运行过程中真空系统的严密性，每月要定期做严密性试验，试验为3到5分钟，平均每分钟下降400Pa真空值为良好，667Pa为合格，667Pa以上真空值为不合格。在机组运行中，凝汽器漏点常用的检测方法是氦质谱检测仪查漏，该种方法是在可能存在漏气的地方喷上氦气，通过水环真空泵的排气来检测其浓度判断该处是否漏气，用这种方法只能一次就检查其一处。第二，在机组停运时，可以对凝汽器进行灌水试验，在凝汽器底部接一根透明塑料软管，把水灌到凝汽器的喉部，通过观察塑料软管的水位变化，来确定与凝汽器相连的附属设备及其管道是否严密；第三，要重视保养水环式真空泵，定期对真空泵进行切换运行，将其工作液控制在标准水位，同时要求将水温控制在合理范围内，如果发现水温过高或者过低都应该及时调节；第四，应该定期投运胶球清洗系统，清理凝汽器结垢铜管，处理掉其中的阻塞物，保证凝汽器汽侧与水侧良好的换热效果。

3.2 对水温的控制

正常情况下，锅炉燃烧的燃料量以及燃烧的程度都会对汽轮机中的给水温度造成一定的影响。在给水温度偏低的状况下，锅炉的用电量会随之增加，也使汽轮机的单位能源消耗量增加，进而在排烟的过程中出现大量的热能损失，使能源的使用效率降低，为此需要通过以下几点进行改善：首先通过掌控燃料的投放量和投放次数的方式使汽轮机的给水温度合理的控制在一定的范围内，要求此过程能够严格按照相关要求进行，从而有效地避免因为操作不当造成的热能损失。其次要求相关的工作人员能对设备中的关键装置加强维护操作，通过定期清理和打扫的方式，使能源的使用效率提升。最后还需要对管道进行定期的检查，避免出现蒸汽泄漏情况，以此让加热器的使用效率得到有效提升。

3.3 对凝结器的控制

由于汽轮机的使用时限会受到凝结器的影响，因而通过将凝结器时刻处于最好的真空情况中，对于提升汽轮的动能和降低能源的投入量有着重要的作用，并且对于延长汽轮机的使用效率和寿命有着重要的影响。因而要求相关操作人员需要将凝结器控制在最佳的状况，即根据该设备的使用情况，定期对其进行严密性的检测，使其真空密封性能保证在良好的状况中，同时还需要检测射水泵的相关性能，即在保证射水箱中的温度低于25℃的同时确保其水位在正常的范围内。另外还需要加强凝结管道内水质的监督力度，通过定期以及不定期清理的方式，让机组的整体工作效率提升。最后通过加强对凝结器水位观测的力度的方式，让凝水器能够拥有充足的冷却面积和时间，从而实现最终提升效率的目的。

3.4 对汽轮机组的运行过程进行合理控制

正式开启汽轮机组之前，应该合理选择启动参数，一般将启动曲线作为参考标准。一般情况下冷态气压要控制在2.5兆帕至3.0兆帕之间，启动温度要控制在270度至300度之间，凝结器中的真空压力要控制在一50千帕至一40千帕之间。汽轮机在实际运行中的预热时间会比预计要长，导致并网时间增加，汽水损失的热量较大，能耗也因此增加，不仅影响电厂的热经济性，还可能危及设备的运行和安全使用寿命。为了避免这种现象可以采取以下措施：首先要保证主汽压力满足标准要求，可以适时投入旁路系统的运行，或者适当将真空门打开，按照标准要求来控制凝汽器真空。这种方法能够使蒸汽量明显增加，进而提升了暖机的运行速度，还能将膨胀差值控制在合理范围内，有效减少并网时间，达到节能降耗的目的，这种方法同样适用于负荷较低的状态。但是如果汽轮机组的负荷不稳定，则最好采取先定一后滑一再定的控制模式，避免出现持续冷却现象，降低热量损耗，将所有参数控制在合理范围内，避免产生机械故障。另外停机过程的控制也非常关键，要根据实际情况选择合理的停机时机，一般情况下停机操作会采用滑参数的方式，一方面可以对余热进行有效利用，另一方面可以将系统温度控制在合理范围内，实现节能降耗。

另外针对汽轮机中冷却塔的问题，要求相关厂家能加强对其管理的同时，及时对其中的堵塞物进行清理，并对冷却塔及其他相关系统进行全面排查，从而实现减少排量消耗的目的。

3.5 对汽轮机根据实际的情况进行改造

为使汽轮机的工作效率得以提升，并降低能源消耗，还需要从技术层面出发，即通过对相关装置改造的方式实现降低成本，提高能源利用率。一般情况下，可以利用改良凝结器的方式实现设备的安全性能和发电效率，主要是由于凝结器本身的运行会对设备的运行产生影响，该改良装置中包含对凝结器的水文和真空装等相关方面的改良。另外还可以通过改造气封系统的方式提升其能源效率，例如某电厂对其2汽轮机气封系统的改造，使其工作效率得以提升，进而实现降低能源消耗，提升该厂经验效率的目的。

4 结束语

汽轮机的稳定经济运行对于提高企业的竞争力、 增加企业的经济收入有着重要的作用， 而汽轮机运行节能降耗工作是一项复杂的、系统的技术工程，应针对影响汽轮机组能耗的

各个因素进行分析，并引入先进的管理模式和节能技术，满足发电厂节能降耗的需求。

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