关于汽轮机运转的节能降耗的探讨

闫海超

【摘 要】随着社会的发展，节能降耗已经成为当今社会能源企业的主流发展方向。而电厂的主要生产设备汽轮机组是影响电厂的经济运行的主要因素。本研究阐述了我国汽轮机组运行的基本现状，详细分析了存在的主要问题及影响节能降耗的因素，并且针对这些因素提出了一系列节能降耗改造措施。希望在火电厂安全高效运行方面起到一定的参考意义。

【关键词】汽轮机；节能降耗；节能改造

在当今社会，电厂是耗能最高的企业之一，尤其是以燃烧煤作为能源的火电厂。正是由于火电厂的耗能非常高，所以降耗的空间性非常大。在电厂中主要耗能的组件之一就是汽轮机，如果想把电厂的经济效益提高到最大，就要将汽轮机运转时的损耗降至最低。在市场竞争越来越激烈的环境下，企业只有把节能降耗的潜力发挥到最佳，才能在这种大环境下处于最有利的竞争地位。本研究通过分析影响节能降耗的主要因素，希望在电厂机组的安全高效运行方面起到一定的参考意义。

1 汽轮机节能降耗的主要影响因素

1.1 汽轮机组的通流性能

汽轮机组的通流性能是影响汽轮机组耗能的最关键的要点，因此要积极地改善汽轮机组的该性能。改善汽轮机组的通流性能的主要手段包括以下两点。第一点，扩大机组内部的通流面积；第二点，增加机组进气流量。通过以上两点可以高效率的提高缸内效率，进而达到节能减排的目的。

1.2 汽轮机的基本缸效率

与国外的汽轮机组相比较，国产的汽轮机组在实际生产中存在一定的劣势。主要是因为设备自身质量和安装维护不到位，从而导致了缸效率普遍远远低于设计时的期望值。并且在使用的过程中，如果将机组的低压、中压和高压缸内效率每降低 1%，机组的整体热耗率将会分别增加 41、12 和 15kJ/kW·h。这无形中增加了电厂的耗能，进而严重影响了电厂运行的经济效益。

1.3 主蒸汽的压力

机组的主蒸汽压力是影响机组运行效率的关键因素之一。如果机组运行时的压力调节过高或者过低、燃烧调整不当、主蒸汽流量过高，都会影响到机组运行的整体效率。

1.4 主蒸汽的温度

燃料燃烧的充分与否直接关系到能耗的高低。而燃料完全燃烧的程度直接关系到主蒸汽温度。如果主蒸汽的温度太低，带来的后果是机组的热损耗大大增加，进而降低了运行的效率。而导致机组进汽温度过低的原因主要有燃料供应不足、吹入空气比重过大、喷水量大、过热器积垢等。

1.5 出力系数

汽轮机经济运行的另一个重要因素是出力系数。如果出力系数偏低，会导致机组运作状况较差，从而影响到企业的经济效益。出力系数偏低主要的影响因素有以下三方面。第一方面，电力负荷出现严重的波动；第二方面，波峰和波谷的差值太大，迫使机组为了适应电网的波动而做出调峰的行动。第三方面，机组调峰的频率过快，导致机组无法正常运行。

2 汽轮机应用的基本现状及存在的主要问题

2.1 运行的基本现状

由于我国在汽轮机组方面的技术起步相对较晚，吸收国外相关领域技术不及时，尤其是在汽轮机的系统原理、基本机构、安全维护方面都不够完善，使得汽轮机组运行的经济效益较低、运行耗能高。主要可以从以下几方面进行解读。第一方面，供电煤的消耗量高，有数据表明，与国外同级别先进水平每千瓦时耗煤310g相比，我国国产发电机组供电耗煤要高出10g左右；第二方面，热耗水平偏低，在实际生产中的实际耗能水平都要高出设计时耗能水平的2%到6%左右；第三方面，缸效率偏低，我国国产的汽轮发电机组缸效率既低于设计值，也低于国外平均水平值。因此，希望通过引进先进的技术，将机组性能进行改进，从而降低机组能耗进而提高整体性能。

2.2 汽轮机主体设计存在的问题

汽轮机主体设计存在的主要问题包括以下几点：第一点，设计值均要高于实际汽缸效率，甚至出现设计值高于高压缸的效率5%左右的现象；第二点，汽缸效率不稳定，出现下降的现象快；第三点，抽汽温度的设计值要低于实际运行温度；第四点，各阶段的压力超限的概率很高；第五点，基本结构的密封不好，出现漏气的现象；第六点，机组启动慢，整体效率较低；第七点，调节级的效率要远远小于设计时的预期值。

2.3 汽轮组存在的主要问题

疏放水系统是汽轮组的的重要辅助设备，疏放水系统的运行效率直接关系到汽轮机组的运行效率。因此需要对疏放水系统存在的问题进行分析。如果疏水系统出现疏水阀门过多，会直接影响到机组启停时管道的蒸汽排量的大小，还会导致疏水阀泄露。而对于引进背包式疏水扩容器的电厂，最可能出现的问题是凝汽器的防冲板的损坏。但是对于普及外置式扩容器的电厂，最可能出现的问题有汽缸的疏水不畅以及延长机组启动时间。

3 节能降耗实施措施

3.1 加装必要装置

节能降耗的措施之一是安装必要装置，这些必要装置主要包括加装调节级叶顶汽封、完善导气管的密封、改进平衡盘的汽封、加装阻气片和使用不锈合金钢管。通过增加安装调节级叶顶汽封，可以降低漏气的概率和提高效率。可以通过引进新型的钟罩式密封结构或者采用材质更加可靠的密封环来完善导气管的密封，进而达到节能的目的。而采用新型的蜂窝汽封、布莱登汽封结构是改进平衡盘的汽封的重要手段。上述的几个方法的主要目的是提高设备的安全性和经济性，从而使得设备形成良性循环，进而达到节能降耗的目的。

3.2 热力及疏水系统的改进

机组在实际运行中会出现各种各样的问题，通过改进疏水系统可以有效的防治不正常积水现象的发生，进而满足实际需求。一般采取的措施有以下四点，首先是将产生同等压力的疏水管路进行合并或者降低管道的基本长度和阀门数量；其次，选用高质量、高级别素材的阀门；再次，选用球阀作为疏水阀；最后，将电动阀门前后增设手动阀门，这样可以提高系统正常工作时的可靠性。与此同时，还需要加强和完善建设电厂中的运行监控系统，实时做到同步监管和耗能分析，从而达到节能降耗的目的。

3.3 优化运行控制

优化运行控制对于节能降耗也起到非常重要的作用。本措施的最典型的例子是喷嘴调节的汽轮机组，如果该汽轮机组的负荷高于 80%，需要通过运行控制保证主蒸汽的温度、压力及再热器的温度在正常设计范围；而且对于在滑压运行区域的汽轮机组，应根据机组滑压运行曲线对主蒸汽的温度、压力及再热器的温度进行严格的控制。同时还需要对除氧器排气量和锅炉排污量进行严格控制，对系统的泄漏进行治理，降低工质带走的热损失，控制补水量。同为重要的是要完善工厂内自动监控系统的建设，开发相应地在线运行能耗分析系统，并对系统内部的泵和电机设备进行变频节能改造，提高设备运行能效。定期开展机组优化运行试验，如：不同负荷运行方式的优化，凝汽机组系统运行优化加热器水位控制优化、合理安排胶球清洗的投运时间等等，保证各子系统都工作在最优状态并相互之间配合良好。

4 结语

本研究对汽轮机运行工作效率的影响因素进行分析，同时阐述了汽轮机运行在节能降耗的方面存在的问题和相应的措施。希望可以对汽轮机节能降耗方面起到积极的作用。同时也期望我国的电厂可以积极引入现代节能技术及管理方式，利用先进的管理方法对企业进行管理，从而使得电厂在竞争激烈的今天可以处于不败之地，顺应时代可持续发展的整体大方向。

【参考文献】

[1]林龙.电厂汽轮机运行的节能降耗探讨[J].黑龙江科技信息，2012（04）：78.

[2]孙逊，李光辉，董凤仁，等.发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术[J].中国高新技术企业，2012（17）：112-114.

[责任编辑：许丽]