电厂汽轮机运行的节能降耗研究

郑宏伟　李炜

摘要：汽轮机的运行经济性关系到全厂的运行经济性，在汽轮机运行时进行有效的节能降耗改造，必然会获得较好的经济效益。文章首先对节能降耗运行的可行性进行了分析，接着从提高电厂汽轮机的真空度、控制汽轮机给水的温度、加强汽轮机的运行管理、维持汽轮机凝汽器最佳真空等方面就电厂汽轮机运行的节能降耗进行了探讨。

关键词：电厂；汽轮机；运行管理；节能降耗；给水温度；凝汽器 文献标识码：A

中图分类号：TM621 文章编号：1009-2374（2016）09-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.037

1 概述

随着市场经济的发展，电厂之间的竞争也日趋白热化。当前，国家提出节约资源、保护环境，发展绿色经济，走可持续发展道路。电厂作为高耗能企业，进行节能降耗工作势在必行。在电厂节能减排过程中，汽轮机运行的节能降耗是其中的关键，基于此，本文对电厂汽轮机运行的节能降耗问题开展了深入的研究。

2 电厂汽轮机运行节能降耗可行性分析

2.1 经济层面

因为电厂是具有盈利性目的的企业单位，在对电厂汽轮机进行节能改造工作之前，要注意对比改造成本和节能的收益。应追求投入与产出相符的效果，否则如果为了节能而节能，必然影响电厂的经济效益。就现有机组的改造情况看，对老旧机组进行新技术的改造，节能效果会大大提高，产生的节能效益也远远大于改造成本，能够促进电厂经济效益提高。因此，电厂汽轮机的节能降耗运行是可行的，是能够取得成功的。

2.2 技术层面

我们国家对汽轮机的技术改造工作已经有了几十年历史，技术经验丰富。大量改造成果表明，对汽轮机进行节能改造后，包括本体汽封改造、调节级喷嘴改造、冷端系统优化、热力系统优化、阀门特性优化、定滑定曲线优化等。这些改造不仅提高了机组的经济性，同时也会改善汽轮机的可靠性和运行安全性，因此电厂汽轮机节能降耗运行在技术上是可行的。

通过以上分析可见，通过对汽轮机组进行评估，分析各种条件，找到节能降耗的关键点，并对其进行合理的节能降耗改造，是非常有利的。下面我们就节能降耗改造的具体实施工作进行探讨。

3 电厂汽轮机运行节能降耗的具体措施

3.1 对汽轮机给水温度进行控制

我们知道锅炉中水的温度是由燃料量多少以及燃烧充分度决定的。水温较低时，锅炉单位耗煤量以及用电量加大，会降低锅炉运行效率。在汽轮机运行中，保持锅炉水温处在合理范围内，对汽轮机工作效率提高具有关键作用。因此，要对锅炉加煤量和速度进行严格控制，并且要控制机组开启和停止时的水温，确保一切操作符合相关规定，这样才能保证汽轮机的运行效率。

可行的具体措施有：加强对加高加热系统的维护，避免因不合理操作导致的程序问题；定期对加高加热系统进行清理，清理水垢和其他沉淀物，可以提升供热效率，降低热损耗；对有管道渗漏进行定期的检查，避免热管泄露，也能保证热器的投入率，提高运行效率。

3.2 确保凝汽器处于最佳真空状态

在汽轮机运行中，凝汽器发挥着至关重要的作用。因此使凝汽器处于最佳真空状态，可以大大提升机组运行有效性。这需要我们做好以下四个方面的工作：

3.2.1 要保证凝结器的真空密封性，积极进行严密性试验，增加试验频率和仔细程度。在实际生产中，一般每月要进行不少于两次的凝汽器灌水找漏试验，以便及时对漏点进行排查维修，保证凝结器真空密封性。

3.2.2 做好水泵运行的检查维修工作，主要是检查水温和水位是否在规定范围内，要保证水温不得超过26℃。

3.2.3 要监督管线内循环水的水质。如发现管线内存在水垢，要及时进行清洗，避免热能损耗。

3.2.4 要确保有足够的冷却面积，以保证凝结水水位正常。使机组处于最佳经济性的运行状态，同时保证其安全性。

3.3 汽轮机启停及正常运行中的相关措施

汽轮机启动时，都应按照合理的汽轮机启动曲线进行。比如，汽轮机冷态启动的主汽压力、主汽温度和凝结器真空等参数启动期间都有正常的允许范围。但是，在实际运行过程中，启动前机组都要进行长时间预热，导致并网时间被延长，增加了运行成本。对于这个问题，有如下的建议：先使用旁压先开的方式将压力维持到2.8MPa左右，然后通过手动方式对真空破坏门进行开启，使汽轮机真空维持在-60～-50kPa的范围内。这样便可以增加汽轮机进汽量，加快暖机的速度。在进行了低速暖机后，如果机组一切正常，可逐渐开大主汽门将转速升至1300RPM，并保持40～80分钟。通过指定检查项目后，如果没有异常，这样就可以保证汽轮机高效、平稳运行了。

在电厂汽轮机运行管理方面，主调门尽量使用顺序阀运行，并且通过定滑压试验找出最佳运行压力点，日常运行操作根据锅炉燃烧情况调整汽轮机进汽压力，按照新的定滑定曲线调整参数运行，保证了汽轮机汽缸的高效率运行。在高负荷区域通过调节喷嘴改变通流面积，维持在高水平的定压调节；而在低负荷区域，为了保持给水泵临界转速、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；在中间负荷区域，根据实际滑压曲线控制汽轮机进汽压力。通过进行加热器水位调整试验，找出每台加热器合理的疏水水位，保证加热器端差在合理的运行范围，达到提高给水温度和减少加热器端差的目的，同时合适的抽汽量保证了汽轮机热力系统的效率。

汽轮机在非正常停机时，尽量保证机组按照合理的参数甩负荷。确保各系统和设备不会因紧急停机而受损，对保证机器寿命有重要作用。

3.4 改造允许技术改造的汽轮机

因为当前冷端系统设备运行的安全性以及经济性是制约电厂发电效率的重要因素。因此，在改造汽轮机冷端的过程中，我们应该以凝汽器和水塔为主要切入点。可以考虑循泵运行方式的优化，使机组凝汽器处在经济运行的工况下，同时尽可能降低厂用电，从而实现节能降耗。

冷端系统包括循环水泵、凝汽器、冷却水塔、真空维持装置（胶球清洗系统、抽真空系统），冷端系统优化不仅从某个设备考虑，而是从真空改善措施和真空维持措施两方面着手。真空改善措施将循环水泵、凝汽器、冷却水塔一体化考虑最佳能力，不仅是追求冷端系统某个设备的性能，而且统筹考虑冷端系统整体性能。

在凝汽器改造中，主要考虑凝结水过冷度、凝汽器真空、凝汽器端差几个方面。比如冷却管材质的更换，冷却管布置方式的优化等技改，可以大幅提高机组经济性，并且减少维修和停机次数，从而有效实现节能降耗目标。

3.5 优化主汽调门的运行方式

汽机顺序阀运行的效率高于单阀运行，现在大多电厂机组因调门故障率高，影响了顺序阀的投入率，从而降低了机组运行的经济性。经研究调门的故障主要表现在调门波动、调门故障关闭、调门阀座松脱、主汽门预启阀卡涩等。上述故障原因有些是孤立的，也有互相关联的。

在机组运行过程中，应采取多方面措施，保证调门的可靠运行，提高顺序阀方式的投运率。其主要措施有：调门阀座改造，改变配合方式，杜绝松脱危险；大修时解体主汽门预启阀，清除氧化皮，防止阀门卡涩；研究解决控制系统及控制设备的不稳而导致的阀门波动，包括LVDT的可靠性等；增加抗燃油再生装置。

另外，在机组运行时采取相应的技术措施，并加强了如下工作：加强主汽门、调门活动试验的定期工作。该项工作对减少阀门卡涩、改善抗燃油油压、减少液压部套的侵蚀有明显的好处；改进抗燃油系统的运行方式，包括投入回油旁路运行，更改回油滤网压差高报警设定值，整定再生装置运行参数。一方面改善抗燃油质，另一方面也减少抗燃油系统故障带来的影响；严密监视抗燃油油质；加强运行参数监视及调整，保障机组在额定参数下运行，提高效率的同时避免超压、超温。通过研究调门突然关闭与存在波动的原因，制定了调门的整体解决方案。提高顺序阀运行的可靠性，从而提高了机组的经济性。

3.6 优化机组热力系统

热力系统优化可有效减少辅助系统造成的泄漏损失，主要措施有合并同一管道系统疏水，减少疏水点，减小需要维护的阀门个数；合理布置阀门位置，便于运行检查及检修维护；优化备用系统的热备用方式，避免因热备用造成的能量损失；简化热力系统，取消冗余设置的备用汽源，疏水、放水、放气管路等；结合操作方式改进、优化阀门配置等措施，减少运行方式不当造成的阀门泄漏，如加热器危急疏水、热力系统设备和管道疏水、各水泵再循环等；合理利用工质有效能，优化辅助系统汽源及疏水排放方式，如热网疏水、暖风器汽源及疏水等。

经过热力系统优化，不仅可在一定程度上降低机组煤耗，而且系统简化减少了维护和操作工作量，更有利于保证剩余阀门的严密性，有利于机组在较长时间内保持机组的经济性水平。

4 结语

汽轮机的节能降耗有许多途径，因此我们要秉持具体问题具体分析的原则，坚持从实际情况出发，选择有效的节能改造措施来进行电厂汽轮机节能降耗改造。这就要求我们工作人员在工作中细心观察并进行运行经验的总结，此外应加强对节能降耗工作的重视度。如此不仅能促进电厂经济效益的提高，也符合国家经济发展的战略方向，使电厂在与同类工厂竞争中屹立于不败之地。我们相信，随着我们在这方面研究的深入，电厂节能改造工作，在未来必将做得越来越好。

参考文献

[1] 叶明.提高汽轮机运行效率的措施[J].设备管理与维修，2012，（7）.

[2] 孙逊，李光辉，董风仁.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）.

作者简介：郑宏伟（1985-），男，河南人，华电电力科学研究院工程师，研究方向：汽轮机及热力系统。

（责任编辑：王 波）