关于电厂汽轮机运行节能降耗的分析

摘要：随着社会经济的日益发展，人们对电力的需求也逐渐增多，但是由于我国资源有限，节能降耗成为电力业内关注的最主要问题。文章主要研究热电厂中的汽轮机运行，通过分析汽轮机运行机理等，研究如何使其在运行中的能量耗损量降到最低，提出建设性意见和方案，达到电力行业可持续发展的目标。

关键词：汽轮机运行；节能降耗；

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、汽轮机是能够将蒸汽热能转换为机械能，被应用于拖动发电机发电。是火电和核电的主要设备之一，它运行效率高、功率大、运行较为平稳、使用时间长。它的工作原理为：蒸汽流在一定温度和压力情况下经过稳定的喷嘴，并在喷嘴中不断扩张，不断消减蒸汽的压力和温度，提高其流动速度，从而完成蒸汽热能与动能的转换，如图1所示。

汽轮机之所以会发出较大的功率，是源于其中不间断的高速蒸汽流动，蒸汽在单位面积中可以通过巨大的流量。也正是因为汽轮机的高效运作，才导致其耗能较大。

二、电厂汽轮机运行的节能降耗措施

1、控制汽轮机给水的温度

对于汽轮机所需要的燃料数量而言,给水温度的高低往往会起到较大的影响,如果给水的温度过低,那么升温的话,必然需要消耗更多的煤,同时也会随着锅炉排烟而使得大量的热量排放在空气中,导致锅炉的热效率较低。

第一,机组大小修时对加热器进行检漏。

应该要注意观察,对高加筒体密封性、水室隔板密封性进行认真的检查,尤其是重点注意加热器钢管,检查其是否出现漏点,一旦发现漏点,那么就应该在第一时间内进行消除,避免出现严重事故。若高加筒体密封性较差,那么必然会使得蒸汽和水的热交换效率大幅度下降,甚至出现部份蒸汽短路现象,对于给水温度会造成严重的影响。若水室隔板密封性较差,那么势必会出现“短走旁路”的现象,也会导致给水温度较低。

第二,保证高加投人率。

应该严格按照规程规定来对机组滑停、滑启进行控制,保持高加水位稳定,加强高加运行维护,减少换热管泄漏,降低换热管积垢,规范运行操作,清除管内沉积物,提高投人率。

第三,为了保障主、辅设备安全运行和回热的经济性,那么应该尽力维持加热器的正常水位。

2、加强汽轮机的运行管理

电厂汽轮机在运行过程中可以采用定一滑一定的运行方式。实际上就是在高负荷区域下,为了保持机组的高效率,那么就应该改变通流面积(一般采用喷嘴调节)来实现。在极低负荷下,为了保持给水泵轴临界转速、燃烧、水循环工况能够得到稳定,那么就应该使用低水平的定压调节。而在中间负荷区,就应该根据实际情况来加减负荷(一般采用锅炉调整压力),使得汽门的开关处于滑压运行状态。为了提高给水温度和投人率,减少加热器端差,对加热器水位进行合理地调整,应该在高负荷运行时适当提高汽轮机的主汽温度、主汽压力。低速暖机后,肯定机组一切正常,可逐渐开大主汽门将转速升至1400RPM,保持40分钟一80分钟,检查:(1)油位、油温、油压、油流;(2)辅助油泵的工作情况;(3)汽轮机各部位的膨胀情况;(4)上下缸的温度差不应超过50℃;(5)监听机组内部的声音,是否有摩擦。

3、维持汽轮机凝汽器最佳真空

凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分，其作用是将汽轮机排汽冷却凝结成水，形成高度真空，使进入汽轮机做功的蒸汽能膨胀到低于大气压力，多做功。若其不能正常运行，将直接影响到整个机组的安全和经济运行。因此，维持凝汽器良好运行工况，保证达到最有利的真空是电厂节能的重要方面之一。机组正常运行中，保持凝汽器最佳真空应采取如下措施：

1）降低凝汽器热负荷：为了减轻凝汽器热负荷，提高机组热效率，可以在凝汽器喉部增设一套装置，具体方法有以下两种：一种是在凝汽器上部、排汽缸喉部的有限空间里，加装一个表面式加热器，其入口与工业水系统连接，出口送至化学供水系统加热生水。但是这种方法有两个缺陷：一是新装生水加热器铜管排列安装在机组凝汽器冷却水铜管上方，存在汽阻问题；二是增加了凝汽器支撑的质量载荷。因此，方案设计与施工应尽量避开缺点，从而获得尽可能好的改造效果。另一种是在凝汽器喉部增加一套雾化式喷头，通过接触式传热，可吸收部分蒸汽凝结热，使部分补充的除盐水在凝汽器内形成一个混合式凝汽器，从而减轻表面式凝汽器的热负荷，提高真空。

2）清洗冷却面：在凝汽器中，污垢热阻有时会成为传热过程的主要热阻，须给予足够的重视。运行中，循环冷却水采用经过严格预处理的厂内水，同时合理安排冷却面清洗周期，一般采用二步法（干洗法和酸洗法）来清洗。冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，因此判断冷却面是否结垢时，应与冷却面洁净时的运行数据作比较。结垢可使凝汽器冷却管内的阻力损失增大。初期的结垢较松，污泥多，可用干洗法：利用汽轮机日开夜停的机会，选用除氧器的热水灌满凝汽器的汽侧，冷却管内用风机吹干，泥垢发生龟裂后，用冷水冲掉。当凝汽器冷却铜管结有硬垢，真空下降已无法维持正常运行时，则需进行酸洗：可选用浓度5%的有机酸（氨基磺酸）作为主洗剂，对铜管进行清洗。腐蚀速率小于标准1/（m2/h）时，加0.5%的酸缓蚀剂和铜缓蚀剂、适量渗透剂、0.2%氢氟酸，水温在40摄氏度左右，流速0.1m/s，进行循环清洗。当酸度连续两次测定一致时，清洗结束。然后用高位冷却塔水源大流量反冲洗，加工业磷酸三钠，循环中和后排放。酸洗后铜管呈黄铜色，表明未发生过洗现象。由于循环水的含盐量较低，故运行一段时间后，铜管表面可生成一层致密Cu（OH）z保护膜，使铜表面与水隔离，抑制腐蚀。

3）提高真空系统的严密性：定期对喉部以下凝汽器汽侧和真空系统进行灌水检漏，消除喉部、管道接头、水位计连通接头、凝结水泵轴端密封装置等处的漏气点；检查清理抽气器的喷嘴，保证其抽气效率；根据负荷的变化，合理调整汽轮机轴封蒸汽压力；经常检查负压系统的阀门；加强射汽抽气器的运行调整，法兰处不应有松动现象。

4. 汽轮机运作及停止

①汽轮机的运作。汽轮机的运行方式为定-滑-定，在比较低的负荷下为了保障给水泵轴临界转速的限制、燃烧的平稳性、锅炉中水的循环情况，从而应用低水平的定压调节；喷嘴调解则应用于高负荷区域，为了保障高效率的机组选择使用变换通流面积的措施；在中间区域的压力区应用一个或两个现来调整汽门闭合处于滑动和压力的工作情形，与此同时加减负荷则是靠锅炉调整压力来实现。汽轮机的此种运行方式能够很好的适应负荷的改变，可以提供机组一次调频的需求，这种方式之所以可以减少节流的耗损，是因为仅有一个调节汽门没有完全开启。汽轮机在较高压力工作时，应该合理范围内提高主汽压力和温度，从而为加热器有较高的利用率做出保障，加热器水位也应该在合理范围内做出调整，降低加热器两端的差距来提高给水温度。凝汽器本身除氧能力下降也是影响机组效率的关键因素。有些钛管完全处于凝结水中，是由于凝汽器中存在过高的凝结水，凝结水在持续冷却过程中造成超冷状态，从而增加机组冷却的源头损失，据统计大约1℃过冷减少对应0.5%的机组热耗率降低。因此，维持正常的凝汽器水位，对汽轮机的运行调整起到非常重要的作用。

三、汽轮机的停机

在汽轮机机组非计划停机或者正常停机的时候,笔者都建议采用滑参数停机,这样可以利于设备检修,降低汽轮机、锅炉等设备的温度,还可以利用锅炉余热来进行发电。

电厂汽轮机组节能降耗工作是一项复杂的、系统的技术工程，电厂的运行管理、维修养护、技术改造以及综合技术水平都对节能降耗工作有着重要的影响。现代电厂汽轮机组节能降耗工作中应针对影响机组能耗的各因素进行分析，并积极引入现代节能技术及管理方式对机组进行技术改造与管理，以此满足我国节约型社会对电厂节能降耗的需求、满足电厂竞价上网对节能降耗的需求。

参考文献:

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[2]李秀平,李博,谢津伦.燃煤锅炉低温余热利用技术应用分析[J].中国电力,2011(12):130-134.

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