汽轮机运行中的节能技术研究

宋 剑

(山西漳电大唐塔山发电有限公司，大同 037000)

0 引 言

随着时代的不断变更，我国经济建设的不断提升，国家及政府各部门逐渐增加了对汽轮机运行过程的关注力度。企业为保证自身的经济效益，增加了对节能技术的研究，以提高人们的生活质量，保证汽轮机能够在节能减排的条件下运行。现如今，汽轮机已经是热电厂中不可缺少的设备，其对企业的发展影响巨大，为减少其运行过程中产生的问题，应增加节能技术的运用，实现节能减排的目的。

1 汽轮机运行工作的主要内容

汽轮机的基本工作原理从能量转换方面而言，是将机械运行过程中的热能蒸汽运用汽轮机内部喷嘴的膨胀而将其转变为汽流动能。在工作进行时需要内部动叶片将机械能进行转换，从而形成反动式叶片，增加汽轮机内部叶片膨胀的概率，使热能转化成工作所需的机械能带动整台机械的运行[1]。

汽轮机在工作过程中不可避免蒸汽的流动，若叶片的运转力度不足会增加内部机械设备的危害，应提高对汽轮机作用力的关注力度，保证汽轮机于不受外界因素影响，跟随其负荷变化而转换原有工作模式，减少级内损失问题出现的概率(喷嘴、静叶、动叶造成的损失)。这样不仅可以降低轮盘摩擦，还能让工作人员可以及时观察到漏汽问题出现的位置，减少湿汽及进汽带来的影响，使汽轮机的运行更加稳固，将附加损失及轮周效率降到最低。从而协调汽轮机的运行速度及附加损失带来的影响，使其运行的速度贴近实际理论值并根据汽轮机的即后划分出速度级、冲动级和反动级，以使汽轮机的蒸汽能量释放完全[2]。

随着当下市场中竞争力度的不断提升，各个热电厂之间也增加了对汽轮机运行工作的重视力度，保证企业内部所拥有的汽轮机的使用概率，稳定其整体结构，使自身经济效益得以提高。目前，企业为得到更好的发展，已经增加了对汽轮机存在问题的解决方案，使工作人员能够明确热电设备在运行过程中的工作模式，了解热电转化的重要性，减少在此过程中的能源损耗现象，使企业内部资源得以保留，增加节能减排技术的利用，降低资源损耗的程度，实现汽轮机运行工作的创新，节约企业成本并将企业全面发展，减少生产运营工作对环境造成的污染，根据国家能源排放的标准进行工作，保证热电企业结构的稳定性，从而加快其发展的脚步。

汽轮机能够帮助降低电力企业的运营成本，其是将原材料中的化学能转换为电能，增加能量转换的手段，保证生产过程不会受到外界干扰，将资源充分利用在生产工作中。基于此，除热电厂之外部分发电公司也需用此种方式进行工作，这样不仅可以增加企业内部机械设备的使用频率，还能提高工程建设的效率，将其发电优势直观表现出来，根据汽轮机的工作原理，制定符合其温度运转的方案，使其设备配件能在运转过程中传递，合理控制运行温度，增加其在系统运行中的效率，从而实现能量转换的目的[3]。

2 汽轮机运行中的能源消耗的成因研究

2.1 汽压、温度能源消耗成因

汽轮机在运行的过程中，需要将电力能源转化为机械能。当汽轮机启动时，汽轮机内部的蒸汽将会发生膨胀，而汽轮机的叶片将会受到蒸汽膨胀的推力而产生运动，叶片开始高速旋转，从而将发电机的电力能源转化为机械能。蒸汽膨胀力越大，汽轮机叶片承受的推力也就越大，叶片旋转速度越高。而汽轮机膨胀力的主要影响因素包括汽轮机蒸汽焓、排汽装置排汽焓值等，而影响焓值的主要因素便是汽轮机的汽压和温度。当进汽压力与进汽温度升高而排汽压力降低时才会使蒸汽的焓降升高，蒸汽的做功能力增大。

汽轮机组功率增加，故而汽轮机组耗电量将会减小。反之，若轮机机组排汽压力、进汽温度过低，蒸汽焓增加幅度小，对蒸汽产生的膨胀力不足以支撑叶片的旋转需求或叶片的运动无法满足汽轮机组的实际使用需求，故而需要增大电力能源的投入，故而发电量汽耗将会增加。此外，若轮机机组排汽压力、进汽温度过低，蒸汽中的水分子将会由汽体转化为液体附着在叶片表面，易对叶片造成水蚀，故而叶片的使用寿命将会受到严重的影响。

2.2 真空系统密封成因

汽轮机真空系统的密封性问题也是影响汽轮机能耗的重要因素之一，且对于整个汽轮机组的工作质量也将产生十分严重的影响，若汽轮机真空系统的密封性不佳，则会导致真空下降，空气渗入汽轮机真空系统当中，而此时，蒸汽膨胀力将会受到影响，蒸汽膨胀力降低，故而叶片受到的推动力也会随之降低，叶片的功率将会减小，从而增加了汽轮机组的能耗。同时，当汽轮机叶片在真空下降条件下运行时，则会导致受环境密度、压强的影响机组轴向推力增加，故而会导致机组轴的温度升高，同时将会产生机组轴出现推向位移的问题，这极易引发排汽缸的形变问题。致使汽轮机真空系统密封性下降的原因有很多，如冷却器冷却水不足、轴密封系统运行异常、凝汽器水室空汽进入等。

2.3 空冷系统成因

通常情况下，火力发电厂的发电机组均会直接连接汽轮机的空冷系统。空冷系统即是指空汽冷却系统，空汽凝汽器为该系统的主要设备，主要起到冷凝空汽中的水分子，并将冷凝后的水液体传递给汽轮机的回热系统、发电机组的锅炉当中。在汽轮机的运行过程中，需要将饱和的蒸汽利用排汽管道排出汽轮机内，排汽管道与空汽凝汽器连接，但蒸汽进入空汽凝汽器后，将会冷却凝结成水，随后利用凝结水泵将水升压后运输至回热系统和发电机组的锅炉当中。在空汽凝汽器中，主要利用换热器实现对空气的冷凝，冷却风机吸收空气环境中的气体并吹向换热器，从而降低换热器的问题，进而完成蒸汽的冷凝、而冷却风机的进风量、台数与转速将会直接影响换热器的换热效果。此外，部分电厂使用的空冷系统为一次冷却，即在空汽凝汽器中未添加换热器，直接使用冷却风机进行换热，但该种方式在使用过程中将会产生较大的噪音，且耗电量高。

3 汽轮机运行中的节能技术的有效应用措施

3.1 加强冷凝器的真空管理手段

在汽轮机运行过程中，施工人员需了解凝汽器的使用状态，保证内部配件处于真空环境中，以提高运行系统的整体效率。加强员工节能技术培养，定期召开培训会议，落实工作人员自身责任，使其明确汽轮机的运行节能降耗目标。同时，为保证企业的经济效益，应增加机器出厂前的检测，控制设备的运行状态使其在密封条件下工作。根据冷凝器的占地面积、空间大小来规划水位，以保证真空效益。

此外，还需要加强对冷汽器室内部汽体环境的检查，确保冷汽器室内部不存在空汽，保证轴封系统的运行状态，并加强对热水井水位的控制，避免发生真空下降的问题。若冷凝器发生真空下降问题时，首先需要检查真空泵的运行状态，若真空泵存在问题时，则需要及时对真空泵进行故障处理，若真空系统处于高负荷的运行状态时，则需要适当提汽轮机的真空程度。

3.2 汽轮机运行汽温节能降耗方法

通过上文分析可知，汽轮机的进汽压力及温度将会对汽轮机的功率产生直接的影响，进而汽轮机的耗电量产生影响。在汽轮机进汽压力保持不变的情况下，近汽温度越高，汽轮机蒸汽焓、凝汽器排汽焓值越大，在耗电量不变的情况下，汽轮机的运行功率越高，故而其运行工作效率越高。但在汽轮机实际运行的过程中，过高的温度会导致设备受温度的影响易产生形变，同时也很容易引发安全事故，因此，需要合理控制汽轮机的进汽温度。在进行温度的控制时，可对汽体利用减温水的方法进行处理，并采用烟气挡板控制的方式降低近汽温度，此外，需要电厂根据实际进汽温度需求合理调控减温水的调节曲线及烟气挡板的调节曲线，保证进汽温度能够满足汽轮机的运转需求及企业对汽轮机的实际使用需求，从而才能够在保证汽轮机使用性能的同时降低能耗。

3.3 调节汽轮机运行时给水温度

调节汽轮机的给水温度是降低汽轮机使用能耗的重要方式之一，其主要体现在通过调节给水温度降低燃料的消耗量，从而降低企业的生产成本以及能源消耗。若汽轮机运行时给水温度过低，为了满足汽轮机的运行需求，需要增加燃煤来提升温度，故而将会产生能耗增加的问题。此外，若给水温度过低，则会导致锅炉在燃烧时燃烧热量增加，锅炉的效率则会下降，因此，合理的调控汽轮机运行时的给水温度是十分有必要的。一方面，需要加大对观察室水隔板密封情况的检查力度，并定期进行加热器钢管检查工作，且在每次检查工作完成之后，均需要将相关数据记录下来。在检查的过程中，若发现存在问题需要及时处理，避免存在水温不稳定的问题。另一方面，需要保证高加筒体的密封效果，按照相关规定进行机组启停控制规划，定期做好管内沉积水垢清理工作，提高高加水位及高加筒体的运行效果。

4 结束语

综上所述，为保证汽轮机运行中的效率，应增加企业节能技术的运用，提高员工的综合素养能力。若未落实到位，不仅会影响国家节能减排工作的开展，还会阻碍热电厂的进一步创新。所以，应加强各部门对汽轮机运行的研究力度，保证其充分了解汽轮机的工作原理，建立具有系统性的分析工作，减少其在运行过程中产生的问题。以保证热电企业乃至热电行业的健康、持续发展。