火电厂汽轮机组经济运行分析及调整

摘  要：火电厂的发电设备结构复杂、精密度高，对设备运行的技术要求也相对较高。汽轮机组是火电厂能源消耗的大户，汽轮机组每发出1Kwh的电量都需要一定的热量即热耗率，热耗率也是衡量汽轮机组运行经济性的一个重要指标。本文对汽轮机组运行能耗的影响因素予以分析，并就几大影响因素，从实际出发提出调整汽轮机组提效增质运行的具体措施。

关键词：火电厂;汽轮机组;热耗率;节能降耗

汽轮机组系统结构复杂，其工作运行中会受到多方面的影响，包括汽缸设备、汽轮机温度及压力、电力负荷以及人为等因素，从而导致机组能耗过高，影响机组的运行经济性。而解决汽轮机组能耗过高的策略主要是消除设备缺陷和加快技术改造与革新这两个方向，其目的都是为了提高设备的能源利用效率，降低能量损耗，进而提高火电厂的社会和经济效益。

一、影响汽轮机组经济运行的因素分析

（一）凝汽器的真空偏低

凝汽器真空偏低是实际运行中的一个常见问题。在运行时通过机械真空表可以观察到真空指示值的下降，以及发现汽轮机的排汽缸温度指示数值上升时则说明凝汽器的真空状态已经发生了变化。正常情况下，排气压力升高会使机组的内效率降低，造成汽耗和热耗同时偏大，导致运行经济性降低。此外当排气压力升高，凝结水温也会升高，此时低压加热器的进水温度会随之升高，水侧的升温减少，低压加热器的加热蒸汽量会减少，也就是低品质蒸汽的抽气量减少，从而加剧了冷源损失，降低运行经济性。一般来说，300MW的机组其真空度每下降1%，供电煤耗就会增加2.6g/Kwh。

（二）汽轮机缸效偏低

作为汽轮机的重要组成部分，汽缸承担着隔离空气和汽轮机的重要责任，也是保证蒸汽能够直接做功于汽轮机上的必要设备。汽缸的选择不当会导致无法满足机组的实际运行，汽缸的缸效率等参数设定是影响汽轮机能耗的主要原因之一。当前我国自主生产的汽缸设备缸效率设计值要比实际运行中的缸效率偏高，这种情况导致了汽轮机在运行时的能耗也被大大提高。

（三）运行汽轮机组的系统原因

机组正常运行时，加热器上下端若发生偏离会使加热器的升温发生变化，蒸汽品质就会发生变化，若高品质蒸汽排挤了低品质蒸汽，就会降低热循环的经济性。如果机组本身在运行中有较大的喷水量，再热器喷水每增加1%，就会使热耗增加0.1%～0.2%。再热器温度每升高5℃，热耗会减少0.111%;再热蒸汽温度每降低5℃，热耗会增加0.125%。所以可调整锅炉再热器的温度使其蒸汽温度升高来提高蒸汽的做工效率。在实际调整中采用的再热器减温水喷水的方式会增加再热器的中压蒸汽量并排挤部分高压蒸汽做功，降低机组的热经济性。除此之外，如果在运行中蒸汽循环和交换问题出现在回热系统中，也会增加汽轮机的汽损，可能造成汽轮机停用或泄露，降低机组热效率。

二、汽轮机组提效增质运行的调整措施

（一）保证凝汽器的真空状态

让凝汽器达到最佳的真空效果可以提高汽轮机的作功功率，降低汽轮机的能耗。优化措施之一是降低真空泵工作水温，确保水温在正常运行下不超过38℃。具体可增加真空泵的换热面积和密封循环冷却水的流量，以此增强真空泵的换热效果。二是保障汽轮机的密闭效果，可安排技术人员定期进行真空水平检测试验，具体可借助灌水方法确定真空程度。三是做好冷却水塔的运行维护，定期观察是否存在堵塞情况，以及是否需要处理。四是确保凝汽器中的水位的合理性，避免水位过高导致冷却面积减少而降低凝汽器真空度。五是提高凝汽器换热面的清洁度。换热面上的脏污会增加机组的煤耗，如若污垢严重导致凝汽器端差升高，冷却水量上升就都会导致煤耗的增加。常用的冷凝器清洗方法包括化学除垢、机械除垢、静电水除垢和优化胶球清洗装置除垢，具体根据机组实际情况选择。

（二）合理进行汽封的换型改造

降低汽轮机的能耗不应忽略从汽缸运行角度着手，而应努力提升汽轮机的气密性。因此，可考虑对汽封合理进行换型改造。当前火电厂所使用的汽封类型如表1所示：

观察上表可知，自调整式汽封为首选类型，其自主调整间隙的特征可满足机组运行时和停启时的间隙需求。但在实际工作中受压力差异影响，以及高、中、低压汽缸影响所需汽封类型还需针对不同的机型进行现场计算和分析，如果汽缸工作压力较小，无法满足自调整汽封封关于汽封块前后压差的工作要求，就应选择更换为蜂窝式汽封。从经济性上考虑，可以进行汽封的结合使用，例如对高、中压缸，在使用自调整式汽封基础上，可在末级加装接触式汽封密封环，减少汽轮机末级的蒸汽泄漏，从而降低能耗。

（三）合理控制运行温度

汽轮机运行中如果水温较低，会影响锅炉的烟气温度，进而增加烟气热损失，因此火电厂在运行发电过程中应加强对给水温度的合理控制。在实际措施的开展中，一方面可加强设备维护，设备质量检测。例如定期对热钢管进行检查，对于加热钢管出现漏洞的要及时补修。定期进行加热器铜管检查，检查是否存在漏点，以及水室隔热本板的加工焊接处是否存在焊接缝隙等质量缺陷，从而做好相应处理保障水室隔热板的密封状态。另一方面要严格按照规程加强对机组运行的监控，定期清洗管道，减少热管积垢，确保热应力。为保障高加投入率，尤其要注意汽轮机停启过程中的水温控制。因此机组在进行滑启、滑停时应严格按照规程来，在启动和停止时，应该根据及时投退高加。

三、结语

汽轮机组在火电厂发电过程中主要起到能量转换的作用，本文从设备操作和技术改良两个方面阐述了汽轮机组高效运行、节能降耗的常见方法。不同的火电厂在进行运行调整时还需结合自身情况采取合理措施，合理借鉴其他同类型厂家的经验和方法，如此才能制定最合适的节能优化措施，提高火电厂的整体运行经济效益。

参考文献

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[3]  李福林.浅析汽轮机经济运行[J].科技风，2014，08：244.

作者简介：王飞，1990年，男，助理工程师，河北沧州市人，毕业于河北工程大学，现工作于河北衡丰发电有限责任公司发电部。